Western Digital Red 2TB productervaring door elzingap

Inleiding
Omdat mijn NAS (QNAP TS-410) aan vervanging toe was en ik de functionaliteit ervan te beperkt vond, heb ik een Windows server gebouwd. Hierin zitten vier WD Red´s van 2 TB.
Ik heb gekozen voor vier harde schijven omdat ik gebruik wil kunnen maken van Raid 10 en/of Raid 5. Gekozen voor 2TB is omdat er dan nog voldoende opslagruimte overblijft (4 TB bij Raid 10 en 5,45 TB bij Raid 5). De keus gemaakt voor WD Red omdat deze wat meer geschikt lijken voor een NAS-achtige server dan de Green serie van WD. Verder speelden ook laag stroomverbruik en geringe geluidsproductie een rol bij de aanschaf.

Deze test gaat meer over de verschillende opties die je hebt om de vier harde schijven in te zetten dan specifiek over de schijf zelf. Globaal gezien heb je de keuzes: raid installeren onder Windows, raid bij het opstarten laden (Intel) en Storage Spaces van Windows gebruiken (nieuw vanaf Windows 8 / Windows 2012). Ook is er nog de keuze tussen het NTFS en het ReFS filesysteem.

Met deze testen moet het mogelijk zijn om een onderbouwde keuze maken via welke methode de harde schijven het beste te gebruiken zijn en of de keus voor het ReFS bestandssysteem een verstandige is.
De leessnelheid weegt voor mij bij deze keuze het zwaarst, schrijfsnelheid komt op een tweede plaats maar is niet onbelangrijk. Ook de betrouwbaarheid van de schijven bij uitval van een schijf is een factor die mijn keus beïnvloedt. Dat sluit eigenlijk alle Raid0-achtige oplossingen uit, maar voor de volledigheid zijn deze wel in de testen meegenomen.

De server wil ik onder andere voor de volgende doelen gebruiken:

• Hyper-V server
• File server
• Domain controller
• Document Management
• SQL Server test server

Specificaties

Gebruikte hardware

De schijven zijn in de kast geplaatst in een zo optimaal mogelijke opstelling. De bovenste harde schijf kooi (3 HDD’s) is een kwartslag gedraaid om de airflow het beste langs de schijven te laten lopen. Bij de onderste was dat niet mogelijk. Vóór de onderste harde schijf kooi heb ik een extra casefan geplaatst om de airflow te verbeteren. In de praktijk zie je soms dat de onderste harde schijf één graad warmer is dan de bovenste drie.

Gebruikte software
Het geïnstalleerde operating systeem is Windows 2012R2, DataCenter Edition.
Als benchmarking software is CrystalDiskMark 3.0.3 gebruikt, voor het meten van de temperatuur van de schijven CrystalDiskInfo 5.6.2.

Storage Spaces
Dit is een nieuwe feature die in Windows 8 / 2012 is geïntroduceerd, hieronder een korte uitleg wat het is en hoe het werkt.

Met storage spaces kun je harde schijven groeperen in een z.g. storage pool. De capaciteit van deze pool kun je gebruiken om storage spaces aan te maken.

• Een Storage space is een definitie waar je verschillende fysieke harde schijven aan toewijst.
• Op een storage space definieer je één of meer virtuele schijven. Je gebruikt deze gewoon als harde schijf.
• Je kunt grote storage spaces aanmaken en daar extra schijven aan toevoegen.
• Je kunt drie typen storage space aanmaken: Simple (gelijk aan Raid 0, ofwel striping) Mirrored (gelijk aan Raid 1) Parity (gelijk aan Raid 5)

Globaal werkt het als volgt:

• Maak een storage pool aan.
• Wijs fysieke schijven toe aan de storage pool.
• Maak virtuele schijven aan (dit kunnen simple, mirrored of parity schijven zijn)
• Koppel de virtuele schijven aan een driveletter (of gebruik mountpoints).

Onderstaand een aantal screenshots van de Server Manager (onderdeel File and Storage Services) waarmee een en ander te beheren is.

Testvoorbereiding
Getest is met “schone” harde schijven, dus zonder data op de schijven.
Ik heb wel diverse keren Windows opnieuw moeten installeren.
De reden hiervoor is dat Windows niet wil opstarten als je het hebt geïnstalleerd zonder in het BIOS RAID aan te zetten en daarna RAID aanzet in het BIOS.
Wat wel werkt is: RAID aanzetten in het BIOS en vervolgens Windows installeren. Daarna kun je rustig RAID weer uitzetten in het BIOS en blijft Windows wel gewoon werken.
De Intel drivers zijn getest door in het BIOS RAID aan te zetten en vervolgens met Ctrl-I de RAID array aan te maken.

Testen
Als referentie is bij alle testen een enkele WD Red harde schijf opgenomen. Deze staat vermeld als Windows Single drive.
Bij de sequentiële lees- en schrijftesten is ook de SSD meegenomen ter vergelijking. Bij de overige testen was de performance van de SSD zoveel hoger, dat deze niet is meegenomen omdat dit het beeld van de grafiek zou vertekenen.

Opvallend is dat Storage Spaces in simple layout hoge waarden haalt en zelfs beter performt dan de Samsung SSD, ook met gebruikmaking van het ReFS filesysteem.

Ook bij sequentieel schrijven valt de hoge snelheid van Storage Spaces op. Ook hier is het de simple layout in combinatie met het NTFS filesysteem die sneller is dan de SSD.
Op basis van deze grafiek valt voor mij alles wat onder de Windows Single drive NTFS staat af.

De resultaten liggen hier over het algemeen dicht bij elkaar. De resultaten van Intel Mirrored vallen tegen.

Ook hier goede prestaties voor Storage Spaces in simple layout. De hoge waarde voor Storage Spaces in mirrored layout onder het ReFS bestandssysteem kan ik niet verklaren. Deze is zelfs hoger dan die onder NTFS. Opnieuw testen gaf vergelijkbare waarden te zien.

De waarden hier liggen goed bij elkaar. In deze grafiek valt op dat ReFS in bijna alle gevallen langzamer is dan NTFS.

Grote verschillen hier. Raid5 en Storage Spaces parity (wat eigenlijk ook Raid5 is) presteren ondermaats.

Ook hier grote verschillen. Storage Spaces met 2 drives (mirrored en parity) presteert slecht in deze test.

Ook hier een aantal slecht presterende configuraties. Vooral ReFS en Raid5 presteren slecht.

Gezien de snelheid van Storage Spaces in mirrored layout met vier schijven lijkt het erop dat dit door Microsoft geïmplementeerd wordt als een Raid 10-achtige oplossing. De performance ervan ligt meestal in de buurt van de Raid 10 oplossing die hier getest is.

Overige testen
Ik bij alle testen gekeken naar de temperatuur van de schijven. Deze kwam niet hoger uit dan 27 graden Celsius. Als er niet getest werd, zakte de waarde meestal naar 26 graden. Zeer nette waarden.

Ik heb alle Storage Spaces layouts ook getest door van een harde schijf de SATA kabel eruit te trekken. Zoals verwacht blijven de gegevens op de virtuele drives die ingericht zijn met de mirrored en de parity layout dan gewoon beschikbaar. De virtuele drive die ingericht is met de simple layout is dan niet meer bereikbaar. Bij het inpluggen van de SATA kabel is deze drive wel weer beschikbaar.

Het geluidsnivieau van de schijven is dusdanig laag dat deze bij een dichte kast niet te horen zijn boven het geruis van de ventilatoren. Bij een open kast zijn ze pas hoorbaar op een afstand van ongeveer 20 cm.

Conclusie
Voor wat betreft de schijven: deze zijn zeer stil en blijven koel, maximaal 27 graden. In een RAID opstelling is goede performance te bereiken. Over de betrouwbaarheid kan ik nog niet veel zeggen omdat ik ze nog niet zo lang gebruik.

Storage spaces is een flexibele manier om schijven aan te sluiten. Het is namelijk mogelijk om simple, mirrored en parity volumes te combineren in één storage space. Ook hoef je niet te rebooten als je volumes wilt wijzigen, wat bijvoorbeeld voor Intel Raid10 wel nodig is.
Storage Spaces in simple layout is meestal het snelst, maar ook het meest foutgevoelig. Als er één drive uitvalt, ben je al je data kwijt.
De performance van Raid 10 en Storage Spaces Mirrored met 4 drives ligt in de meeste gevallen dicht bij elkaar.
Ik ga gebruik maken van Storage Spaces met 4 drives in mirrored layout, omdat de data veilig wordt opgeslagen en de performance van zowel lezen als schrijven goed is. Kijkend naar het bestandssysteem kies ik toch voor het goeie ouwe NTFS. De performance van ReFS valt vooral bij het lezen en schrijven van 4K blokken erg tegen.