Harde schijven: welk model voor welk doel

Alieke van Sommeren
0

Harde schijven zullen voorlopig nog wel onmisbaar blijven om grote hoeveelheden data op kwijt te kunnen. We bespreken welk model het meest geschikt is voor welk doel en beschrijven de belangrijkste technische termen.

De harde schijven zijn nog lang niet van het opslagtoneel verdwenen – integendeel: tegen 2025 zullen naar verwachting schijven met een capa­citeit van 30 of 40 terabyte op de markt komen, en ­enkele jaren later zelfs 100 TB.

Want waar echt veel opslagruimte nodig is – bijvoorbeeld bij bedrijven als Facebook, Google en Amazon, oftewel bij de grote data­centra – zullen in de nabije toekomst geen ssd’s worden gebruikt, maar harde schijven.

De ssd-fabrikanten kunnen niet genoeg ssd’s maken om aan die grote datahonger te kunnen voldoen, om nog maar te zwijgen van de aanzienlijk hogere kosten..

Harde schijven voor consumenten

Bij consumenten zijn er daarentegen steeds minder toepassingen voor schijven die nog rondjes draaien, maar deze drie blijven bestaan: veel opslag voor je desktop, veel opslag in je NAS en een usb-schijf voor je back-up.

Voor elk van die gebieden hebben de fabrikanten – dat zijn nu overigens alleen nog Seagate, Toshiba en Western Digital – speciale schijven in hun assortiment.

Bewezen techniek

In principe werken harde schijven nog net zo als 60 jaar geleden: een arm met een op een as gemonteerde lees- en schrijfkop wordt over een roterende magnetische schijf (platter) bewogen, op zo’n manier dat elk spoor bereikt kan worden.

Daar kan de kop een paar magnetische deeltjes magnetiseren of hun magnetisatie aflezen. Sindsdien hebben technici de mecha­nica verfijnd en de elektronica verbeterd, zodat zij op de beschikbare ruimte zoveel mogelijk bits kunnen opslaan.

De afgelopen tien jaar is de maximale capaciteit van een enkele 3,5”-schijf gestegen van 4 tot 20 TB, en Seagate levert momenteel prototypes van de eerste 22TB-schijven.

Meer capaciteit

Een paar capaciteit verhogende trucs in een notendop: in 2013 introduceerde Western Digital de eerste met ­helium gevulde harde schijf onder het label van zijn toenmalige dochteronderneming HGST.

Het edelgas vermindert de wrijving door lucht en maakt dus dun­nere platters mogelijk, waardoor het mogelijk wordt extra platters te installeren. Dat verhoogt de capa­citeit op een vrij eenvoudige manier en vermindert ­tevens het energieverbruik.

Shingled Magnetic Recording (SMR) volgde kort daarna met de eerste 8TB-schijf van Seagate. Daarbij laat de schrijfkop geen ruimte tussen de afzonderlijke tracks, maar overschrijft een deel van de track die zojuist geschreven is, waardoor die smaller wordt – en er dus meer tracks op de platter passen.

Voor de leeskop zijn de resulterende sporen breed genoeg. Dat werkt goed voor schijven voor cold-storage, maar voor vaak veranderende inhoud is het beter een schijf met CMR, Conventional Magnetic Recording) te gebruiken.

harde schijven van desktop tot NAS versies

Op het eerste gezicht zie je aan een harde schijf niet voor welk doel hij bedoeld is. Hier zie je modellen voor de desktop en voor in netwerkopslag.

Om het zwakkere magnetische veld van de smallere sporen tegen te gaan, gebruiken fabrikanten sinds een jaar of drie één of zelfs twee extra leeskoppen. Die techniek, die Two Dimensional Magnetic Recording (TDMR) wordt genoemd, elimineert signalen van de aan­grenzende sporen en versterkt het gezochte signaal. Bovendien bleven de fabrikanten het gebruikte magnetische materiaal verfijnen.

Met conventionele techno­logie houdt het echter op bij een schijfcapaciteit van ongeveer 20 TB. Bij die schijfgrootte zijn bijna alle trucs al gecombineerd; het aantal platters is intussen opgelopen tot tien, en de dikte van een enkele platter is nog maar ongeveer 0,5 millimeter.

Wat is er nodig voor nog meer

Nog meer capaciteit is mogelijk, maar daarvoor moeten de schrijfkoppen door een extra energiebron ondersteund worden. Toshiba en Western Digital ­maken gebruik van microgolfzenders die in de kop ingebouwd zijn (Microwave Assisted Magnetic Recording, MAMR) voor een capaciteit tot ongeveer 40 TB. Sea­gate gebruikt laserdiodes (Heat Assisted Magnetic Recording, HAMR) en wil daarmee schijven maken tot 100 TB. Dan hebben we het wel over in 2030 of iets in die koers.

In de wedloop naar steeds grotere capaciteiten gaat de aandacht vooral uit naar de eisen van data­centra, die een gigantische behoefte hebben aan zo goedkoop mogelijke massa-opslag. De ontwikkelingen hebben tussendoor echter ook hun weg gevonden naar de goedkopere modellen voor consumenten.


Meer lezen over opslag en opslagtechnieken? Schrijf je in voor onze nieuwsbrief:

Blijf op de hoogte!

Schrijf je in voor de wekelijkse c't nieuwsbrief en blijf op de hoogte van de nieuwste uitgaven, tips en aanbiedingen.

Veilig opgeslagen

Met steeds grotere capaciteiten in dezelfde ruimte in de behuizingen rijst de vraag naar de veiligheid van de data. Fabrikanten geven voor harde schijven de tijd tot het defect raken aan met een Mean Time To Failure (MTTF) van tussen 600.000 en 2,5 miljoen uur.

Omge­rekend komt dat overeen met een defect bij 1,45 tot 0,35 procent van alle schijven van hetzelfde type in één jaar (Annualised Failure Rate, AFR). In de praktijk is de kans op uitval aanzienlijk groter, namelijk tot 5 procent per jaar.

Niet foutloos

Harde schijven zijn echter ook tijdens het gebruik niet vrij van fouten. De zwakke signalen van de lees­koppen leveren af en toe onjuiste waarden op, maar dankzij een uitgekiende foutcorrectie leidt dat zelden tot leesfouten.

Toch geven de fabrikanten ook een maximum aantal niet-corrigeerbare fouten op, dat voor desktopschijven gewoonlijk ligt rond de 1 fout per 1014 gelezen bits, voor NAS- en servermodellen tot een macht van tien beter.

Die specificatie betekent niet dat er zeker een fout zal optreden bij het kopiëren van 10 TB, want ook die specificatie is slechts een statis­tische waarde. Er zijn veel aanwijzingen dat leesfouten in de praktijk veel minder vaak voorkomen.

Desktopschijven

Alle drie de fabrikanten hebben schijven voor gebruik als opslag in pc’s in hun portfolio, maar de verscheiden­heid aan modellen neemt af.

De normale Barracuda van Seagate werkt met Shingled Magnetic Recording, de capaciteit daarvan ligt op 2 tot 8 TB. Ter vergelijking: het 8TB-model was wat lawaai­erig, maar verbruikte weinig energie.

harde schijven - prijzen vergeleken

De desktopschijven van Western Digital eindigen bij 10 TB met de snelle maar lawaaierige Black, de lang­zamere Blue heeft een maximum van 6 TB. Met de Blue moet je ook voorzichtig zijn, want de meeste capa­citeiten zijn er in verschillende versies: met SMR en met CMR.

Toshiba is de enige fabrikant van harde schijven die ook met helium gevulde modellen aanbiedt voor gebruik in desktop-pc’s. De harde schijven uit de X300-serie zijn snel dankzij CMR, de schijven uit de langzamere P300-serie werken deels met SMR.

Lagere capaciteiten kun je mogelijk ook nog opvullen met een grotere ssd. De snellere modellen van de fabrikant maken doorgaans meer lawaai dan hun tragere broertjes en zusjes – dat is het gevolg van de hogere rotatiesnelheid, 7200 rondjes per minuut vs 5400 rondjes per minuut.

NAS-schijven

Wat de mechanische constructie betreft, verschillen NAS-schijven maar weinig van desktopschijven. Maar hun firmware is meer geoptimaliseerd voor gelijktijdige toegang door meerdere gebruikers en voor RAID.

Sommige NAS-schijven zijn voorzien van sensors om trillingen van naburige harde schijven te detecteren. ­Daardoor kan de firmware zijn eigen sporen snel en accu­raat controleren – ondanks de verstoringen.

Het overzicht van de verschillende series van de fabri­kanten is op een andere manier gecompliceerder dan bij desktopschijven. Toshiba heeft de N300, Seagate de Ironwolf en de betere Ironwolf Pro – tot zover klinkt het eenvoudig.

Maar bij Western Digital bestaat, sinds de verwarring over de niet-gecommuniceerde SMR in de simpele NAS-schijven, de Red-reeks uit drie modellen: WD Red met capaciteiten tussen 2 en 6 TB en SMR, WD Red Plus met maximaal 14 TB en CMR, en de snellere WD Red Pro met maximaal 20 TB.

Continu draaiende schijven

NAS-schijven zijn in staat om continu te kunnen draaien en mogen meer data verplaatsen onder garantie dan desktopmodellen. Terwijl Seagate bijvoorbeeld een workload-rating van 55 TB per jaar opgeeft voor de Barracuda- modellen, is dat al 180 TB voor de Ironwolf en zelfs 300 TB per jaar voor de Ironwolf Pro.

Dat be­tekent niet dat een harde schijf na het bereiken van die limiet het loodje legt, maar het is alleen zo dat hij niet langer gratis gerepareerd wordt. Ondanks de hoge betrouwbaarheid is het niet de vraag of een harde schijf het zal begeven – maar alleen wanneer dat gaat ge­beuren.

Daarom is het bijna grove nalatigheid te noemen om niet voor een back-up te zorgen, bijvoorbeeld op een usb-schijf. Of op andere externe opslag, waarvoor we suggesties geven in het volgende artikel.

Meer opslag-nieuws en artikelen in c't magazine 12/2022

Deel dit artikel

Lees ook

Usb-dockingstations voor harde schijven en ssd’s

Vaak worden te klein geworden schijven nog wel een tijdje bewaard, voordat ze definitief opgeruimd worden. Met een usb-dockingstation kun je snel cont...

Toshiba N300-serie NAS-schijven

De N300-serie schijven van Toshiba is speciaal bedoeld voor NAS-systemen, wat onder meer blijkt uit de workload in aantal terabytes per jaar.

0 Praat mee
avatar
  Abonneer  
Laat het mij weten wanneer er