Vendredi, 26 Mai

Dernière mise à jour26/05/2017 10:49:59 AM GMT

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Disque dur HGST He10

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ultrastar archive ha10 w 6001HGST, filiale de Western Digital, livre enfin les premiers exemplaires de disques scellés à l’Hélium. Nous avons fait tourner un He10 dans notre plateforme, et … surtout, n’ouvrez surtout pas votre disque pour avoir la même voix que Zavatta !

Depuis l’ère des disques à mémoire NAND Flash, ou plus communément appelés SSD pour Solid State Disk, les disques durs à plateaux mécaniques n’ont pas beaucoup changé. Si l’on peut attribuer pour point fort de ces HDD, à contrario des SSD, le volume de stockage massif qu’offrent ces produits informatiques, il ne fait pas de doute que les SSD proposent tout de même des avantages indéniables : rapidité, accès disque, performance en lecture et écriture, pour ne citer qu’eux. Pour autant, les disques à plateaux n’ont pas dit leur dernier mot.

Un peu d’Histoire…
Pour comprendre le développement technologique de ces dernières années dans ce domaine du stockage des données, remontons en 2013. Nous pouvions remonter plus loin encore dans l’historique, mais 2013 est un premier tournant dans la façon de construire les disques durs à plateaux mécaniques. La technologie employée à ce moment-là est nommée PMR pour Perpendicular Magnetic Recording. Concrètement, le disque dur est composé d’un ou plusieurs plateaux métalliques, et d’un bras sur lequel une ou plusieurs têtes viennent se « poser » sur le disque. En réalité, la tête n’est pas posée sur le plateau. Elle survole ce dernier. Plus la tête est proche, plus la surface nécessaire à la lecture et de l’écriture peut être réduite. Avec cette technique PMR, l’inscription d’un bit sur le plateau est alors précisément posée, augmentant alors la densité de stockage. Entre fin 2014 et début 2015, les constructeurs de disques durs optimisent la technique PMR en PMR+ avec cette fois deux têtes pour les actions d’écriture et lecture, mais aussi SMR pour Shingled Magnetic Recording. En l’état, cette dernière technologie permet d’augmenter « virtuellement » la densité des supports magnétiques comme suit. Les deux têtes du PMR+ sont utilisées pour lire et écrire en même temps des données sur une surface concomitantes. Cela a pour effet de légèrement écraser la donnée sur la portion de surface précédente sur le disque. De fait, les performances obtenues en écriture ne sont pas franchement de hautes volées, mais cela permet de faire du stockage dit « à froid » pour de la sauvegarde de bases de données par exemple.
PMR structurePMR exemple
A cause de ce déficit de vitesse, les clients ne se sont pas jetés sur ces nouveaux disques durs. Mais les chercheurs des sociétés du HDD comme Western Digital ou encore Seagate (les deux plus gros groupes à ce jour dans ce secteur), nous ont déjà montré ce qu’ils préparent dans les cartons pour ces prochaines années. Sous le nom de HAMR, la tête, toujours au-dessus du plateau, est assistée par un laser de 50 nm environ, vient chauffer la zone utilisée pour l’écriture de notre bit. Avec ce petit point chaud sur le plateau, le moment magnétique vient s’imprimer, en quelque sorte, plus rapidement et sur une surface plus petite. D’où le nom de HAMR qui veut dire, dans la langue de Shakespeare : Heat Assisted Magnetic Record. L’usage du laser sur la tête d’écriture n’est encore qu’au stade du prototype dans les laboratoires. Pour autant, la technologie semble prometteuse, puisqu’elle permettrait, selon les ingénieurs des différentes marques, de pouvoir monter à 5 Tb de données par pouces carré. Une date de sortie commerciale n’a pas encore été communiquée à ce jour. Pour enfoncer le clou, cette technologie nous a été présentée il y a déjà trois ans environ et nous n’estimons pas la voir sur le marché avant encore trois bonnes années.

Bon, tout cela fonctionne avec de l’air dans le boîtier. Contrairement aux idées reçues, les disques ne sont pas vides, mais contiennent de l’air « pur », sans poussière pour éviter tout problème lors du déplacement des têtes sur les plateaux. En effet, le gap entre le plateau et la tête est si fin que la moindre poussière peut endommager l’un, l’autre, ou les deux éléments du disque dur. Mais voilà, la recherche ne peut pas s’arrêter en attendant que la technique HAMR s’améliore pour entrer en production. D’autant plus que les SSD gagnent du terrain et prennent mine de rien des parts de marché sur les environnements de stockage. Certains vont sûrement être outrés en lisant cela. Mais certaines bases de données ayant beaucoup d’entrées/sorties nécessitent plus de vitesse, plus de performance et des temps de réponse plus courts que ce que peut offrir aujourd’hui les disques à plateaux mécaniques. En outre, des disques à mémoires flash peuvent maintenant proposer des espaces de stockage de 1 To, à un certain coût, mais si cela permet de réduire les temps de calcul de certaines applications critiques, les décideurs informatiques peuvent faire ce choix. Mais alors que faire dans le cas des HDD ? Changer le de support ? Réduire la taille des têtes ? Tout cela à un coût de développement. Alors que l’HAMR est déjà en cours de développement dans les laboratoires, pourquoi explorer une autre piste ? Pour éviter le surcoût de production des disques, les fabricants ont trouvé une solution simple, remplacer l’air contenu dans les disques par un autre gaz : l’hélium.

HGST Helium 2014Présentation faite par HGST en 2014.

C’est ce qui nous amène à notre disque HGST, filiale de Western Digital, avec une offre de 10 To, mais aussi de 12 To, actuellement disponible sur le marché. Mais comment cela peut-il augmenter la densité des disques ? En réalité, les ingénieurs n’ont bien changé que l’air par de l’hélium. Mais cela à un gain indéniable. En effet, l’hélium est 7 fois moins dense que l’air. Cela a pour effet immédiat de réduire les turbulences créées lors de la rotation des plateaux. Mieux encore, si la densité est moins forte à l’intérieur du boîtier hermétiquement fermé, il est alors possible de réduire le poids des bras, mais aussi des têtes qui servent à l’enregistrement et à la lecture des données. Si nous avons des têtes plus petites, nous pouvons augmenter alors légèrement la densité induite sur les plateaux puisque l’on inscrit des moments magnétiques légèrement moins gros dessus. Enfin, puisque l’on a des éléments mécaniques plus légers, la consommation électrique du HDD peut être réduite d’environ 25% selon les données constructeurs, pour une vitesse de rotation identique à son homologue sous air. Les datacenters peuvent donc avoir ici un candidat parfait pour du stockage haute densité, rapide, chauffant moins et donc ne nécessitant plus autant de capacité de refroidissement qu’auparavant. A ce jour, Seagate propose également une gamme de produits contenant de l’hélium. Western Digital propose aussi une gamme dite entreprise, tandis que HGST vend le sien sous la gamme UltraStar avec le sigle He suivi du nombre indiquant sa capacité en TeraOctets. Dans notre test, nous avons pu faire tourner les plateaux de la version 10 To.

Du benchmark, et donc des résultats synthétiques…
Ce qu’il y a de bien avec les benchmarks, de manière générale, c’est qu’ils sont souvent mal exploités. Certes, nous vous proposons depuis quelques années maintenant des résultats sur nos pages et colonnes afin de mesurer ce que les puces en tout genre peuvent vous offrir avant d’acheter tel ou tel produit. Mais voilà, ces puces, comme nous le disons, ne jouent pas seules leur aventure dans l’informatique. Certains composants sont plus ou moins doués pour travailler de concert avec d’autres, au travers d’interfaces, de pilotes ou encore de mécanismes pris directement en charge par le CPU, le chipset ou encore une autre puce dédiée. Dans le cas de notre disque dur à plateaux, par exemple, Intel s’est amusé, entre guillemets, à promouvoir une technologie permettant d’accélérer drastiquement les performances de ces composants de stockage de données en s’appuyant sur les performances des SSD. En effet, pourquoi choisir quand nous pouvons avoir les deux ? Sous le doux nom de Intel RST (qui a changé de nom depuis et qui doit encore le faire, nous raconte-t-on), il est alors possible de construire un ensemble de disques, en quelque sorte virtuel, qui n’en affiche qu’un pour Windows, mais qui permet d’écrire des données en rafale sur le SSD, ou encore de stocker vos données les plus utilisées dessus, tandis que les données lourdes, ou moins utilisées sont disponibles sur le HDD. Dans les faits, pour l’utilisateur, cela est totalement transparent. Ainsi, on gagne en rapidité, en temps de réponse et de chargement, sans pour autant perdre en espace de stockage. En outre, ce système a tout de même pour avantage de ne pas coûter un rein et un œil quand il faut passer à la caisse ; il ne faut acheter ici qu’un petit SSD de 32 Go par exemple, en SLC ou MLC au pire (exit la TLC pour cette utilisation), et un disque à plateaux de plusieurs To.

Si l’on vous raconte tout cela, ce n’est pas juste pour vous dire que nos résultats de benchmarks sont faussés. Non. Il s’agit simplement que nos machines, au départ, sont configurées par défaut pour exploiter ces technologies. Et quand vous lancez vos premiers tests en lecture puis écriture, et que votre disque à plateaux vous annonce pouvoir écrire à une vitesse vertigineuse de pratiquement 1 Go/s, vous êtes en droit de vous poser la question. Alors dans cas, que faire ? Un tour dans le bios pour couper le mode AHCI et l’accélération Intel ? Retirer les pilotes Intel de la plateforme de test ? Il y a bien trop d’effet de bord en jouant à cela, à notre humble avis. Dans ce cas, nous avons dû changer la configuration système de notre plateforme en installant une Debian 8 qui ne contient pas l’Intel RST, tout en gardant les accélérations matérielles telles que l’AHCI pour la bonne gestion de notre SSD et notre disque dur. En outre, HGST nous a confirmé que le passage en mode « Legacy » du chipset qui gère les disques n’est clairement pas une bonne idée. Par exemple, la commande de gestion des files d’attente (NCQ) n’est pas prise en charge dans ce mode. De fait, on coupe ici une des fonctions du disque dur qui sont prises en charge nativement.

ultrastar he10 webUn disque de 10 To qui tourne vite !
Même avec ce système en place, les performances sont tout de même assez intéressante. Nous avons sur ce disque à plateau une technologie PMR+ et non SMR. Pour simplifier le discours, HGST, en injectant de l’hélium dans la boîte de son disque dur, atteint des performances remarquables pour des plateaux et un bras mécanique. Le bruit émanant du disque est plus étouffé au final, en le collant dans un berceau avec des coussins en caoutchouc. Si on doit le comparer à une autre génération de disques durs mécaniques, nous n’avons plus vraiment ce bruit de grattements caractéristique de ces supports de stockage. Sur les tests de latence d’accès en lecture et écriture, nous avons bien le bruit, mais nous sommes assez violents sur ce type de tests puisque nous exécutons plusieurs centaines accès disques par seconde sur plusieurs secteurs non concomitants !
HGST He10 1MoHGST He10 10Mo
Comme vous pouvez le voir sur cette capture d’écran, le débit chute doucement. Cela s’explique assez simplement par un effet mécanique basique. Au départ, le contrôleur disque va privilégier le stockage en périphérie externe du plateau à l’intérieur du disque. Ainsi, pour une même vitesse de rotation, ici, 7200 tours par minute, la tête va parcourir plus de surface. Si l’on place cette fois les données vers le centre du disque dur, toujours avec la même vitesse de rotation de 7200 tours par minute, la tête va parcourir relativement moins de surface. Ainsi, sur ce graphique, nous pouvons observer le maximum de données en lecture séquentielle que peut offrir le He10. En écriture, le cache mémoire de 32 Mo intégré au disque fait relativement bien son travail et l’ordonnancement des données est faite de manière homogène puisque nous avons peu de décrochage sur l’écriture du disque. Toujours dans notre berceau en caoutchouc, observant peu de vibration dans notre machine de test, les têtes trouvent leur aise et écrivent rapidement les données. Les accès disque sont cette fois un peu plus disparates. Même si le disque a tendance à trouver les données rapidement sur les plateaux, le cache ne semble pas faire que du bien et nous avons parfois certaines erreurs « seek » sur les remontées du contrôleur. Pas de quoi fouetter les ingénieurs HGST ici, puisque l’on observe aussi ces problèmes sur l’ensemble des disques du marché. Et comme nous le disions plus haut, vous n’aurez certainement pas à vous soucier de cela lorsqu’il sera monté dans votre machine. Surtout si vous le destinez à en faire un disque de stockage massif pour vos films et photos de vacances et les prouesses du petit dernier.

HGST He10 1000Mo

Une technologie palliative en attendant mieux ?
On peut légitimement se poser la question. Pourquoi ne pas sortir l’HAMR alors que nous en parlons depuis maintenant plusieurs années ? La technologie ne semble pas encore assez fiable. Ou encore, elle semble être difficile à mettre en œuvre, surtout au niveau de son industrialisation. Il est difficile, à ce jour, d’avoir des réponses de la part des ténors du marché. Même si nous assistons régulièrement aux conférences en la matière, la technologie PMR a encore quelques années devant elle avant qu’une autre prenne le relai, HAMR ou une autre. En attendant mieux, HGST, et d’autres, prennent un virage plus simple en trouvant, dans l’hélium, une alternative intéressante, pour donner un second souffle dans ces produits qui sont de plus en plus délaissés au profit des SSD. Nous vous l’avons déjà dit, il est vrai, que les SSD coûtent aujourd’hui bien moins chers que lors de leur lancement. Le prix rapporté au GigaOctet est plus attractif qu’il y a trois ans. Et les responsables informatiques qui doivent fournir toujours plus de réactivité aux applications métiers, si tant est qu’elles doivent manipuler des données en masse, le SSD est une technologie attractive sur le papier pour répondre à l’attente, tout en étant aujourd’hui assez fiable sur le long terme.

La mauvaise image des puces NAND qui crament au bout de 1000 cycles n’est plus trop d’actualité. Les derniers retours de puces de type MLC tiennent bien la charge avec des SSD qui peuvent écrire plusieurs To de données par jour et pour rendre finalement l’âme après 5 bonnes années de service. Si cela reste du domaine de l’abstrait pour vous, sachez qu’un disque SSD rendra les armes bien après avoir changé de machines deux ou trois fois si ce n’est plus, pour un usage bureautique classique avec quelques jeux régulièrement lancés et mis à jour. Tandis que côté disque dur, nos HDD classiques, sont plutôt destinés à garder au chaud nos précieuses données. L’image de la fiabilité des disques durs à plateaux n’est plus à faire. Pourtant, nous ne saurons que trop conseiller la sauvegarde sur plusieurs supports différents, dont au moins un en externe, bien planqué dans un placard et sans oublier son sachet antistatique (ou la poussière stagnante n’en fera qu’une bouchée).

Et là, vous nous dites que mettre 700€ dans un disque dur à plateaux de 10 To est juste impensable. Si nos calculs sont exacts, nous avons ici un prix au Go de 0,68€. Comparativement, que ce soit chez Crucial, Toshiba, Corsair, Intel, Samsung ou encore Kingston, pour ne citer qu’eux, pour un disque de 1 To en SSD, ce qu’il se fait de mieux à ce jour (et disponible sur le marché), nous obtenons un prix au Go de 0,39€. Comme nous le disions, une nouvelle fois, plus haut, les SSD ont relativement bien baissé de prix. Mais là, nous ne pouvons stocker qu’un seul To de données sur un slot de 2,5 pouces, tandis que HGST, avec son He10, propose de stocker dix fois plus dans un slot de 3,5 pouces. Avec des performances bien au-delà du simple disque dur à plateaux en PMR standard, il faudra vous poser la question de savoir ce que vous souhaitez confier, en volume, mais aussi à qui, en termes de fiabilité. Surtout que la technologie PMR+ avec HelioSeal de HGST n’a, semble-t-il, pas encore fait ses preuves sur le temps…
Nous vous laissons donc seul juge ave ces données en main, mais nous garderons bien entendu un œil, et de très près, sur les avancées et les retours SAV de ces HDD.

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