guide d'achat disques durs 3.5"

(Second semestre 2020)

 Base de données des disques 3.5"

Les besoins en matière de stockage de données n'ont cessé d'augmenter au cours des dernières années, et alors que les SSD ont pris le rôle de lecteur principal dans la plupart des systèmes informatiques pour supporter le système d'exploitation, les disques durs restent le support de stockage de prédilection dans les domaines traitant de grandes quantités de données.

 

Les disques durs conviennent également pour les charges de travail qui sont séquentielles et moins dépendantes des performances. Le prix €/To des SSD (en particulier avec l'introduction du QLC) montre une tendance à la baisse, mais elle n'est pas encore assez prononcée pour faire de l'ombre aux disques durs dans ce segment de marché.

 

Le marché des disques durs grand public n'a pas connu de nouvelles introductions majeure cette année, cependant, Western Digital commercialise désormais ses premiers disques MAMR (une évolution du CMR, "Microwave Assisted Magnetic Recording"), avec les modèles Entreprise WD Gold de 16 et 18 To qui sont désormais disponibles au détail. Western Digital a également divisé sa gamme de disques durs WD Red en deux gammes, WD Red (SMR) et WD Red Plus (CMR, 5400rpm).

 

Western Digital avait publié un communiqué de presse il y a quelques temps afin d'explicite la technique liée au MAMR, le fabricant y expliquant que « le cœur de cette innovation révolutionnaire de la société est l’"oscillateur à couple de spin", servant à produire un champ d’hyperfréquences qui améliore la capacité d’enregistrement de données à ultra-haute densité, sans compromis sur la fiabilité ».

 

Pour en revenir aux disques eux-mêmes d'un point de vue gaming il n'est pas rare de voir des installations > 100 Go sur les jeux les plus évolués. Le stockage de sauvegarde à long terme et les unités NAS de grande capacité destinées au grand public sont également des cas d'utilisations idéaux pour les disques durs. La difficulté pour choisir un disque dur, bien sûr, est d'équilibrer la charge de travail nécessaire et le coût total du ou des disques. La plupart des consommateurs dans un cadre non professionnel ont également besoin de disques à faible consommation d'énergie et à faible bruit, mais de grande capacité, cependant la plupart des disques de dernière génération ont vu leur consommation électrique réduite de presque 2/3 dans certains cas ...

 

Concernant les fabricants dans le domaine des disques durs grand-public, ils ne sont que trois - Seagate, Toshiba et Western Digital. Alors que Seagate propose des disques durs ciblant le domaine grand-public comme leur cible principale, Western Digital et Toshiba réservent leurs priorités aux entreprise et aux centre de données.

 

Les consommateurs désireux d'acheter des disques durs doivent d'abord avoir une idée approximative de l'usage qu'ils vont en faire: stockage actif ou archivage ...

 

Sur cette base, un ensemble de recommandations peuvent être faites, et établir comment les différents modèles de disques durs se positionnent les uns par rapport aux autres. Étant donné que de nombreuses familles de disques durs de différents fournisseurs peuvent satisfaire aux exigences, tout peut se résumer au final, dans beaucoup de cas d'usages personnels, à la tarification au To et aux conditions de garanties.

 

Dénominations commerciales et cibles d'utilisation (suivant les fabricants)

(Crédit: satdream.tech)

 

Au delà de ces familles de produits, on rappellera que les fabricants commercialisent très souvent un seul et même disque dur physique sous différentes dénominations commerciales ! Et ceci alors qu'il n'y a aucune différence physique ou de firmware, quand bien même des performances différentes soient mises en avant, la réalité des tests en conditions réelles montrent que ces disques sont en tous points similaires …

 

Pour ce guide, nous réduisons le vaste champ des disques durs aux modèles/familles les plus courants, en excluant les disques axés sur la surveillance tels que le WD Purple ou le Seagate SkyHawk, car ces disques sont basés sur la même technologie, mais ont souvent un prix plus élevé. A l'inverse certains disques SATA à vocation entreprise (Gold) ou de centre de données (OEM) et qui sont disponibles à l'achat chez les détaillants en ligne, sont inclus car ceux-ci proposent parfois des prix très intéressants en termes de coûts, ce sont aussi les disques "White" que l'on peut extraire des boitiers externes.

 

Précision: la gamme WD Ultrastar DC HC (ex HGST, qui fait qu'on parle encore de HGST DC HC) n'est pas très répandue en tant que telle, et n'apparait pas ici sous cette dénomination, mais les disques "HGST" sont utilisés très largement dans la gamme WD sous les dénominations commerciales Red Plus/Red Pro et Gold.

 

Usage archivage (PC, NAS "simple" …): les disques SMR

L'archivage suppose un nombre limité d'opérations d'écritures, et à l'inverse autant d'opérations de lecture que requis … c'est la cible d'usage de la technologie SMR (voir SMR ?), qui permet d'abaisser les coûts de fabrication et proposer des disques d'une capacité ~25% supérieure à celle d'un disque CMR conventionnel équivalent. Cette technologie est essentiellement logicielle, mais suppose un cache disque de grande capacité vs. capacité du disque.

 

Utilisation proscrite: toute utilisation en stockage "actif", en NAS avec mécanisme de protection évolué (eg. Raid 5/6, SHR …) ou système d'exploitation nécessitant des opérations d'écritures régulière (eg. ZFS) est à proscrire avec le SMR … sous peine de voir des problèmes survenir tant en opérations qu'en cas de reconstruction de volume Raid etc.

 

Utilisation recommandée: en archivage, cependant il est possible de considérer l'utilisation directe d'un disque SMR seul, mais aussi couplé en Raid 1 ou en stockage couplé à deux ou plusieurs disques (Jbod/Raid0). La problématique de performance étant à prendre en compte vs. le prix parfois plus intéressant de ces disques.

 

Performances:

 

 

 

 

Analyse comparative de l'offre SMR 

 

(Crédit: satdream.tech)

 

les disques 5400/5900rpm : usage orienté stockage actif ou NAs ...

Le stockage en NAS est synonyme de fonctionnement permanent (on rappelera que le risque majeur sur un disque dur est durant les phases de mise sous-tention et d'extinction ... pas de fonctionnement !) et souvent de fonctionnement en boitier externe regroupant plusieurs disques ...

 

Boitier à n x Disques  = besoin de limiter les vibrations, et maintenir la T° de fonctionnement la plus basse possible 

Pour cela plusieurs options:

- une vitesse de rotation plus faible = vibrations réduite, et échauffement plus limité vs. même disque en 7200rpm ...

- un fonctionnement sous atmosphère contrôlée (Hélium) = l'hélium abaisse de 3 à 4° la T° de fonctionnement d'un disque vs. même disque sous "Air" ...

 

MAIS: ce serait trop simple ... car en fait suivant les fabricants les T° de fonctionnement sont différentes de 6 à 8° ... amenant parfois un 7200rpm Hélium a être moins chaud qu'un 5400rpm Air ...

Dans tous les cas, la T° d'un disque en fonctionnement ne doit pas dépasser, en conditions normales, les 45°-47° ... ce même si le disque lui-même offre des caractéristiques permettant une plus grande plage de fonctionnement. En effet les mécaniques internes aux disques sont sensibles au T° trop élevées qui provoquent des vieillissements prématurés y compris des matériaux de surface des plateaux. Pour autant un disque ne doit pas fonctionner à des T° trop basse ... de fait l'environnement d'un disque doit être entre 15 et 28° idéalement, amenant des T° de fonctionnement de 32 à 45° suivant les opérations/au repos.

 

Performances:

 

 

En moyenne les disques 5400/5900rpm offrent des débits de 150 Mo/s sur les plus petites capacités, à 215 Mo/s sur les capacités supérieures. Le cache n'a pas forcément un grand impact, et ne vient qu'épauler le contrôleur pour les opérations d'écritures de sorte de finaliser l'opération, vu du système, plus rapidement.

 

 

Analyse comparative de l'offre 5400/5900rpm 

 

 

(Crédit: satdream.tech)

 

les disques 7200rpm : les disques a "tout faire" ...

Le stockage actif suppose des performances maximales, mais aussi une fiabilité conséquente qui varie au grès des modèles voir des productions d'un même modèle.

Le site BlackBaze fait référence en la matière en termes de mesure des taux de pannes réelles constatées dans des usages intensifs en datacenter, on se rapportera donc à ce site 

pour avoir un détail précis sur les modèles.

Un disque 7200rpm peut servir à la fois en stockage actif, mais aussi en NAS pour du stockage centralisé, et bien évidement en archivage ... cependant on tiendra compte du fait que le disque sera plus sujet à produire des vibrations et que sa T° de fonctionnement sera nécessairement plus élevée dans de nombreux cas (là aussi un disque sous "Hélium" offrira une T° de fonctionnement plus basse). Suivant les fabricants les T° de fonctionnement sont différentes de 6 à 8° ... amenant parfois un 7200rpm Hélium a être moins chaud qu'un 5400rpm Air ...

Seagate offre la meilleure maitrise de fonctionnement sous "Air" vs. Toshiba et WD, sous Hélium à l'inverse Toshiba et Seagate font jeux égal, mais WD reste toujours 3 à 4° plus élevé à capacités/vitesses équivalentes.

 

Performances: de manière similaire aux 5400/5900rpm, elles sont ~constantes s'agissant de CMR (ou MAMR mais identique)

En moyenne les disques 7200rpm offrent des débits de 180 Mo/s sur les plus petites capacités, à 285 Mo/s sur les capacités supérieures. Le cache évolue avec les capacités pour atteindre 512 Mo sur les disques de plus de 14To.

Toshiba offre les meilleures performances globalement sur les disques de 10To et plus ... WD suit derrière et Seagate ferment la marche, alors que Seagate est le plus rapide sur les disques < 10To ... mais à ce niveau de performances les écarts sont faibles, surtout sur les très grosses capacité, et il faut bien considérer que l'ensemble de la chaine de traitement (contrôleur, bus, processeur etc.) doit "suivre" ... ainsi sur un usage en NAS, le "goulot d'étranglement" se situera bien souvent au niveau de la liaison réseau qui pour 1Gbps ne permettra d'exploiter que 115 Mo/s "utiles" etc. mais que de toutes manières là aussi toute la chaine de transfert de data doit être à l'avenant (eg. switch etc.)

Débits comparés entre les interfaces disques, réseaux, bus externe/interne

 

Analyse comparative de l'offre 7200rpm