Nachdem 48TB Review von Anfang 2018 (Link) mit 4x 12TB IronWolf Pro im DELL Poweredge T330 Server, kommt hier der nächste Artikel mit hoher Kapazität. Vier Seagate Exos X14 SATA-Server-Festplatten mit 14TB sind in einer Synology Rack Station RS1619xs+ verbaut. In diesem Artikel stelle ich zunächst die Exos X14 14TB (Teil 1) vor. Die Synology Rackstation RS1619xs+ folgt im nächsten Teil.
Die Rackstation 1619xs+ gehört zur aktuellen Produktgeneration von Synology. Im schmalen 1HE-Gehäuse ist neben vier Festplattenschächten und zwei M.2 SSD Steckplätzen viel leistungsfähige Hardware untergebracht.
Die bisherige Enterprise Capacity und Enterprise Performance Serie wurden von der Exos-Serie ersetzt. Diese umfasst die Modelle Exos E und Exos X. Die Exos E Festplatten sind verfügbar als 2,5“ sowie 3,5“ und 300GB (10.000 / 15.000 rpm) bis 8TB (7.200 rpm) Kapazität. In der Exos X Serie befinden sich mit Helium befüllte Nearline Festplatten.
Die Vorgänger Exos X10 (8 und 10TB) sowie Exos X12 (12TB) werden durch die Exos X14 (10 TB, 12 TB und 14 TB) erweitert. Zusätzlich gibt es die Exos X14z für Hyperscale und Cloudcenter-Anwendungen. Die X14 ist in vielen unterschiedlichen Varianten verfügbar. Angefangen mit der Wahl des Interface (SATA oder SAS) über verschiedene emulierte Sektorengrößen (512e oder 4096n) bis zur Möglichkeit des self encrypting drive sind viele Varianten verfügbar.
Gegenüber dem Vorgänger, der Exos X12, wurde die Datendichte auf den Plattern auf 1,75 TB je Platter gesteigert, sowie das Gehäuse verändert. Analog zu den aktualisierten IronWolf und BarraCuda Modellen fanden die beiden Befestigungsbohrungen wieder den Weg ins Gehäuse, auf welche zuvor aus Platzgründen verzichtet worden war.
Durchführung – Teil 1
Lieferumfang und technische Daten
Das Datenblatt der Exos X14 ist, wie von Seagate gewohnt äußerst umfangreich. Nachfolgend ein kleiner Auszug:
| Hersteller | Seagate |
| Serie | EXOS X |
| Typ | EXOS X14 |
| Kapazität | 14 TB |
| Anzahl Schächte | 16+ |
| Nicht korrigierbare Lesefehler pro gelesenem Bit, max. |
1 Sektor pro 10E15 |
| Zuverlässigkeit bei Dauerbetrieb (AFR) |
0,35 % |
| Hot-Plug Unterstützung |
Ja |
| Rescue-Dienste | Nein |
| Maximaler jährlicher Workload | 550 TB |
| Cache | 256 MB |
| U/min | 7200 U/min |
| Übertragungsgeschwindigkeit | 261 MB/s |
| Zufällige Lese/Schreibvorgänge – 4K, QD16, Schreibcache deaktiviert |
170 IOPS /418 IOPS |
| Übertragungsstandard | SATA III 6G |
| Energieverbrauch Last/Leerlauf/Standby | 9,7 W / 5,0 W / – |
| Geräusch (dbA) Leerlauf /Last | 34 dB |
| MTBF | 2.500.000 h |
| Garantie | 5 Jahre |
| Modell |
ST14000NM0018
|
Detaillierte Bilder
Die Festplatten von oben mit dem schönen Exos Etikett, welches dem der Guardian-Series-Festplatten gleicht.
Die Rückseite. Helium-typisch ist jeder Platz genutzt.
Die Seite der Festplatte. Wie ich bereits schon bei der IronWolf, SkyHawk AI und BarraCuda Pro der aktuellen Baureihen festgestellt habe: die Befestigungsbohrungen sind wieder da,
Die Exos X14 von Vorne und Hinten.
Die Exos X14 im Synology RS1619xs+ Tray.
Die Festplatte wird hier von unten verschraubt. Alle Bohrungen werden benutzt.
Zum Vergleich das aktuelle DELL-Tray.
Hier werden die HDDs von der Seite verschraubt.
Detaillierte Features
PowerChoice
Das PowerChoice Feature ist Teil der erweiterte Stromsparfunktion („Extended Power Conditions Features „). Hier wird bei Nichtbeanspruchung nach Ablauf von Stillstandszeiten die Festplatte in Ruhezustände versetzt, um Energie zu sparen.
| Zustand 1 | Verringerter Verbrauch durch die Steuerung |
| Zustand 2 | Köpfe geparkt bei maximaler Drehzahl |
| Zustand 3 | Köpfe geparkt sowie reduzierte Drehzahl |
| Zustand 4 Stand-by | Köpfe geparkt sowie Spindel angehalten |
Sollte wieder ein Zugriff oder eine Anforderung an die Festplatte geschehen, kehrt sie in den Active State zurück. Eine Möglichkeit diese Aktion mitzuverfolgen ist leider nicht vorgesehen.
Lautstärke
Die Exos X14 in der 14 TB Variante lässt sich vom Geräuschpegel her etwas oberhalb der IronWolf 14 TB und der Western Digital HC530 14 TB einordnen. Sie befindet sich somit auf demselben Geräuschniveau wie die SkyHawk AI. Dies ist natürlich kein Zufall, da die SkyHawk AI auf der Exos basiert. Diese beiden Modelle sind die lautesten Vertreter des aktuellen Seagate Produktportfolios. Die BarraCuda Pro ist mit Abstand die leiseste 14 TB Festplatte. Andererseits sind die Festplatten genau so konzipiert. Bei der Exos X14 oder SkyHawk AI interessiert die Lautstärke eigentlich niemanden, da die Systeme dezentral in hoch performanten Rechenzentren verbaut sind. Daher fehlen diesen Modellen auch Firmware-Optimierungen, welche für eine Reduzierung der Lautstärke sorgen.
Durchführung – Teil 2
Energieverbrauchsmessung
Um die Herstellerangaben für den Energieverbrauch nachzuvollziehen steht mir das Testsystem von meiner Tätigkeit bei Hardwareluxx.de zur Verfügung, welches ich dankenswerter Weise auch für den Firebls Blog nutzen darf.
Für eine umfassende Leistungsmessung sollte die Versorgung mit 5 V und 12 V betrachtet werden. Wie die Art der Messung bereits erahnen lässt, benötige ich Strom und Spannung, um daraus die Leistung zu errechnen. Eine Möglichkeit wäre es, mit einem Multimeter die Spannung zu messen und mit einer Strommesszange den Strom.
Hier könnte man die Messgeräte auf die Erfassung des Durchschnittswerts einstellen und erst die 5-V-Schiene und danach die 12-V-Schiene aufnehmen. Hierdurch lässt sich aber weder der Anlauf darstellen noch eine genaue Aussage treffen, wie sich die Werte über die Zeit verhalten.
Mit einem Vierkanaloszilloskop kann ich alle vier Messungen gleichzeitig durchführen und in Abhängigkeit von der Zeit darstellen.
Dazu verwende ich das digitale RIGOL DS1054Z Vierkanalspeicheroszilloskop inklusive Speichererweiterung sowie zwei Rigol-Tastköpfe und zwei Pico-Strommesszangen mit integriertem Spannungswandler zum direkten Anschluss an das Oszilloskop.
Ich führe insgesamt vier Messungen durch:
Zuerst wird die Leistungsaufnahme beim Einschalten aufgezeichnet. Dies ist eine kritische Phase mit einer vergleichsweise sehr hohen Leistungsaufnahme. Beim Hochdrehen der Spindel auf Betriebsdrehzahl kann es zu einem Vielfachen der im Ruhezustand aufgenommen Leistung kommen.
Weiterhin führe ich eine Messung im Idle durch. Die Festplatte wird hier nicht bewusst von mir angesprochen, jedoch befindet sie sich in Betriebsbereitschaft.
Danach wird eine Messung in Benutzung durchgeführt. Es werden 50 GB an Daten in Form des aktuellen Windowsimages 1809 in mehrfach kopierter Ausführung am Stück übertragen. Hier wird erst der Cache der Festplatte gefüllt und im Anschluss muss die Festplatte die Daten verarbeiten. Dies lässt sich schön beobachten. Seagate gibt als Wert die maximale Leistungsaufnahme im eingeschalteten Zustand unter zufälligen Lese- und Schreibvorgängen mit 4 KB und einer QD von 16 an. Das ließe sich zwar auch über einen synthetischen Benchmark abbilden, jedoch erscheint uns diese praxisnahe Messung während eines Kopiervorgangs als aussagekräftiger.
Zum Schluss gibt es noch eine Messung während dem HD-Tune Pro Random Access Read Benchmark. Diese Messung sorgt als standardisierter Test für Vergleichbarkeit bei etwas mehr Leistungsaufnahme.
Alle vier Messungen dauern jeweils etwa 1 Minute und werden mehrfach wiederholt. Das Oszilloskop gibt uns einerseits den visualisierten Spannungsverlauf, aber auch eine Auswertung der Hoch- und Tiefpunkte sowie der Durchschnittswerte. Über die MATH-Funktion des Oszilloskops kann ich mir auch gleich die Leistung für die 12 V-Schiene hochrechnen lassen, durch Multiplikation der entsprechenden Kanäle. Im Anschluss an die Messung können die Daten mit einem USB-Stick abgeholt und aufgearbeitet werden. Eine Steuerung der Messung und Bildausgabe über den integrierten RJ45 LAN-Anschluss ist ebenso möglich. Der Elektrotechniker dreht jedoch lieber an Reglern und drückt Knöpfe :).
Legende zu den Messungen:
Kanal 1 (Gelb) stellt die Spannungsmessung 12 V bei einer Darstellung von 10 V je Kästchen dar. Kanal 2 (Türkis) stellt die Spannungsmessung 5 V bei einer Darstellung von 5 V je Kästchen dar. Kanal 3 (Rosa) stellt den Stromverlauf auf der 12 V Schiene dar bei einem Verhältnis von 2 A je Kästchen. Kanal 4 (Blau) stellt den Stromverlauf der 5 V Schiene bei einem Verhältnis von 1 A je Kästchen dar. Der mit MATH gekennzeichnete Kanal stellt das Produkt einer Multiplikation von Kanal eins und drei dar, also die Leistung auf der 12 V Schiene. Für 5 V müssen wir diese Berechnung von Hand durchführen. Da das Oszilloskop uns eine .csv Datei mit allen Messwerten erstellt hat, ist das kein Problem.
U ist die Bezeichnung für Spannung und wird in Volt (V) angegeben. I ist die Bezeichnung für Strom und wird in Ampere (A) angegeben. P ist die Bezeichnung für die elektrische Leistung und wird in Watt (W) angegeben.
Messung 1 Anlauf
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert.
| Kanal | Max | AMP1 |
| U 12V | 12,8V | 12,3V |
| U 5V | 5,20V | 5,20V |
| I 12V | 2,48A | 2,15A |
| I 5V | 0,92A | 0,79A |
| P 12V | 31,2W | 27,7W |
| P 5V | 4,78W | 4,11W |
1Spannungswert zwischen dem Mittelwert der oberen Signalformdachschräge und dem Mittelwert der unteren Signalformdachschräge. Dieser gibt uns eine bessere Interpretation der Ergebnisse im hohen Wertebereich, da so die höchsten Spitzen mathematisch geglättet werden.
Ergebnis: Die Festplatte verfügt mit ca. 36 W über eine hohe Leistung beim Anlauf. Hier warnen Hersteller nicht umsonst. RAID-Controller fahren nicht umsonst Festplatten nach der Reihe an. Diese Information ist extrem wichtig für alle PicoPSU (oder ähnliche) Nutzer! Viele vergessen bei der Dimensionierung ihres Systems den Anlaufstrom.
Messung 2 Idle
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert.
| Kanal | Durchschnitt | |
| U 12V | 11,9V | |
| U 5V | 5,00V | |
| I 12V | 0,28A | |
| I 5V | 0,23A | |
| P 12V | 3,15W | |
| P 5V | 1,15W |
Seagate gibt für die Exos X14 in der hier getesteten Variante 5 W im Idle an. Mit einem auf die zweite Stelle hinter dem Komma gerundeten PGesamt von 4,30 W liege ich hier knapp darunter. Das Messergebnis kann als valide angenommen werden.
Messung 3 Kopieren
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert.
| Kanal | Max | Durchschnitt |
| U 12V | 12,0V | 11,9V |
| U 5V | 5,20V | 5,00V |
| I 12V | 1,76A | 0,29A |
| I 5V | 0,88A | 0,54A |
| P 12V | 20,8W | 3,27W |
| P 5V | 4,58W | 2,70W |
Während dem Kopieren von Daten liege ich bei 5,97 W. Mit steigender Belegung und Fragmentierung des Speichers der Festplatte kann dieser Wert natürlich noch ansteigen durch zusätzliche Positionierungen. Hierbei verbraucht die Festplatte für einen sehr kurzen Augenblick weit über 20 W.
Messung 4 Random-Access-Read
Nachfolgend sind die Ergebnisse interpretiert.
| Kanal | Max | Durchschnitt |
| U 12V | 12,0V | 11,9V |
| U 5V | 5,20V | 5,00V |
| I 12V | 2,00A | 0,76A |
| I 5V | 1,12A | 0,60A |
| P 12V | 24,0W | 8,81W |
| P 5V | 5,82W | 3,00W |
Während diesem Benchmark steigt die Leistungsaufnahme auf 11,81W an.
Im Ganzen betrachtet, lässt sich die Leistungsaufnahme der Exos X14 durchaus als hoch einstufen. Bei einer Server Festplatte sollte dieser Umstand aber auch niemanden verwundern. Für die gebotene Transferleistung geht die elektrische Leistungsaufnahme in Ordnung.
Benchmarks
Nachfolgend die Benchmarks erst einzeln, dann im RAID. Für diese klassischen Benchmarks habe ich die vier Exos Festplatten in meinen Dell PowerEdge T330 überführt und dort gemessen. Zusätzlich habe ich die Festplatten im Hardwareluxx.de-Test-PC gemessen, um eine Vergleichbarkeit mit den Hardwareluxx-Ergebnissen herstellen zu können. Das Testsystem kann hier eingesehen werden.
Chrystal Disk Mark 6.0.2 (Hardwareluxx-PC)
HD-Tune Pro 5.70 Lesen (Hardwareluxx-PC)
HD-Tune Pro 5.70 Schreiben (Hardwareluxx-PC)
HD-Tune Pro 5.70 Random-Access-Read (Hardwareluxx-PC)
Diese Messung ist Teil der üblichen Leistungsmessung.
Chrystal Disk Mark 6.0.2 (DELL PowerEdge T330)
HD-Tune Pro 5.70 Lesen (DELL PowerEdge T330)
HD-Tune Pro 5.70 Schreiben (DELL PowerEdge T330)
RAID 0 (zwei Laufwerke)
Ab hier wird ein Luxusproblem der Heliumfestplatten deutlich. Die sequenzielle Transferrate übersteigt die Leistungsfähigkeit von Controller und Backplane. Die Anbindung mit SATA 3 bzw. theoretischen 600Mbyte/s des Interface limitieren hier. Für den Einsatz in einem Server lässt sich, durch Nutzung der SAS 1200 Versionen, das Limit verschieben.
Chrystal Disk Mark 6.0.2
HD-Tune Pro 5.70 Lesen
HD-Tune Pro 5.70 Schreiben
RAID 0 (vier Laufwerke)
Hier verdeutlicht sich, was ich bereits bei zwei Festplatten geschrieben habe. Die Backplane Anbindung limitiert hier so stark, dass noch nicht einmal mehr der für Festplatten typische Abfall der sequenziellen Transferleistung zu den äußeren Spuren hin erkennbar ist.
Chrystal Disk Mark 6.0.2
HD-Tune Pro 5.70 Lesen
HD-Tune Pro 5.70 Schreiben
Kleiner Ausblick
In Teil 2 dieses Artikels lässt sich ein RAID10 aus diesen Festplatten in Aktion bestaunen.
Wem das noch nicht ausreicht, der kann das RAID10 noch durch einen SSD-Cache beschleunigen.
Zusammen mit dem RAID1-SSD-Schreib/Lese-Cache bekommt man nicht nur Geschwindigkeit, sondern auch Ausfallsicherheit. Bis zur Hälfte der Speichermedien können so ausfallen und dennoch wird die Arbeitsbereitschaft sichergestellt. Aber immer dran denken: Ein RAID ersetzt kein Backup!
Fazit
Nachdem ich bereits das ganze Sortiment an 14 TB Festplatten von Seagate sowie die HC530 von Western Digital auf dem Schreibtisch hatte, zauberte mir das Gespann aus vier Exos X14 nochmal ein Lächeln ins Gesicht. Die für eine Festplatte erstaunlich hohe Leistung bei vertretbarem Energieverbrauch und enormer Kapazität ist typisch für eine aktuelle Helium befüllte Festplatte oberhalb der 10 TB. Als RAID-Verbund können diese Festplatten voll überzeugen.
Hier bekommt man ein tolles Stück Technik, welches trotz seiner Komplexität später unauffällig seine Leistung bringt. Mein RAID10-Gespann aus vier IronWolf Pro 12 TB Festplatten läuft seit 13000h schnell, leise und kühl. Genau dasselbe wird sich von den Exos X14 auch erwarten lassen können. Auch wenn SSD’s immer billiger werden, haben Festplatten noch einen großen Preisleistungsvorsprung. Hier lassen sich theoretisch 56 TB Brutt0kapazität rund um die Uhr mit voller Geschwindigkeit zuverlässig beschreiben. Um dies mit SSDs zu bewerkstelligen, sind mit Sicherheit mehr als die insgesamt ca. 2400€ für diese vier Festplatten notwendig.