راهنمای خرید هارد دیسک مناسب سرور

انتخاب هارد دیسک مناسب سرور یک تصمیم کاملا راهبردی و فنی است که باید بر اساس نوع بار کاری (Workload) و اولویت‌های عملکردی سازمان انجام شود. برخلاف دیسک‌های معمولی، هارد سرور برای کارکرد تمام وقت، قابلیت اطمینان بالا و مدیریت I/O سنگین طراحی شده است. از منظر تحلیلی، ابتدا باید تصمیم بگیرید که آیا به سرعت نیاز دارید یا ظرفیت. برای بارهای کاری با تراکنش بالا مانند دیتابیس‌ها (OLTP) و محیط‌های مجازی‌، درایوهای SSD یا NVMe با تاخیر بسیار کم و سرعت خواندن/نوشتن فوق‌العاده، بهترین انتخاب هستند. این درایوها با وجود قیمت بالاتر، عملکرد کلی سرور را به شکل چشمگیری افزایش می‌دهند. در مقابل، برای نیازهای ذخیره‌سازی آرشیو، بک‌آپ‌گیری، یا فایل‌های با دسترسی کمتر، درایوهای هارد دیسک با رابط ساتا یا NL-SAS، به دلیل ظرفیت بسیار بالا و قیمت مقرون‌به‌صرفه در هر ترابایت، مناسب‌تر هستند. اگر تعادل بین سرعت و قابلیت اطمینان بالا مد نظر است، درایوهای با رابط SAS و سرعت 10Kیا 15K گزینه‌ای سازمانی هستند. همچنین، سازگاری با کنترلر رید برای افزایش افزونگی و امنیت داده‌ها و پشتیبانی از قابلیت Hot-Swap برای نگهداری بدون وقفه، از الزامات تحلیلی محسوب می‌شود. در این مطلب به معرفی نکاتی می‌پردازیم که هنگام خرید هارد سرور باید به آن‌ها دقت کنید.

نوع رابط پشتیبانی شده توسط هارد سرور

رابط‌های اصلی هارد دیسک‌های سرور شامل SATA، SAS و NVMe هستند که هرکدام برای بارهای کاری متفاوتی طراحی شده‌اند. SATA (Serial ATA) با سرعت انتقال داده تا 6 Gb/s، ارزان‌ترین گزینه است و برای درایوهای HDD با ظرفیت بالا و ذخیره‌سازی آرشیوی ایده‌آل است. SAS (Serial Attached SCSI) یک استاندارد سازمانی است که بر قابلیت اطمینان ۲۴/۷ و عملکرد بالا تمرکز دارد و سرعت انتقال آن تا ۱۲ Gb/s یا بالاتر است. SAS از پروتکل SCSI برای مدیریت بهینه صف‌های فرمان و I/O سنگین در دیتابیس‌ها استفاده می‌کند. در نهایت، NVMe (Non-Volatile Memory Express) سریع‌ترین رابط است که از گذرگاه PCIe استفاده کرده و انحصاراً برای SSD‌ها طراحی شده است. NVMe با تاخیر فوق‌العاده کم، بهترین عملکرد را برای بارهای کاری حساس به سرعت مانند HPC و دیتابیس‌های با تراکنش بالا ارائه می‌دهد. انتخاب رابط، مستقیماً به توازن مورد نیاز بین هزینه، ظرفیت و عملکرد بستگی دارد.

پشتیبانی از فناوری جایگزینی در زمان کار (Hot-Swapping)

قابلیت Hot-Swapping در هارد دیسک‌های سرور اعم از هارد دیسک و SSD یک ویژگی حیاتی برای حفظ پایداری و دسترس‌پذیری بالای سیستم است. این فناوری به مدیران شبکه اجازه می‌دهد تا هارد معیوب را در حالی که سرور روشن و در حال کار است، بدون نیاز به خاموش کردن یا ری‌استارت سیستم، جدا کرده و با یک درایو سالم جایگزین کنند. Hot-Swapping در تعامل با کنترلر رید کار می‌کند؛ به این معنا که هنگامی که درایو جدیدی نصب می‌شود، کنترلر به طور خودکار بازسازی داده‌ها را روی آن آغاز می‌کند. مزیت کلیدی این امر، به حداقل رساندن زمان توقف و تضمین سرویس‌دهی ۲۴/۷ برای برنامه‌ها و سرویس‌های حیاتی سازمان است. این قابلیت همچنین فرآیند نگهداری و ارتقای سخت‌افزار را بسیار ساده‌تر و کارآمدتر می‌سازد.

پشتیبانی از قابلیت تصحیح و عیب‌یابی

قابلیت عیب‌یابی و تصحیح خطا یک مکانیسم حیاتی در سخت‌افزارهای سرور، به‌ویژه در رم و کنترلر هارد دیسک‌ها است که برای تضمین یکپارچگی داده‌ها و جلوگیری از خرابی سیستم طراحی شده است. ECC با استفاده از الگوریتم‌های ریاضی پیچیده، بیت‌های چک‌سام و توازن اضافی را به داده‌های اصلی می‌افزاید. هنگامی که داده‌ها خوانده می‌شوند، این کدهای چک مجددا محاسبه و با کد ذخیره‌شده مقایسه می‌شوند. در صورت عدم تطابق، ECC می‌تواند خطاهای تک‌بیتی را بلافاصله شناسایی و تصحیح کند و تنها خطاهای بزرگ‌تر را گزارش می‌دهد. این فرآیند مداوم، پایداری عملیات سرور را در برابر خطاهایی ناشی از تداخلات الکتریکی، تغییرات ولتاژ یا عوامل محیطی افزایش می‌دهد و آن را برای محیط‌های مأموریت بحرانی ضروری می‌سازد.

ظرفیت هارد سرور

ظرفیت هارد دیسک سرور بسته به نوع درایو و نیازهای کاری، تنوع بالایی دارد. درایوهای دیسک سخت که بر ظرفیت بالا تمرکز دارند، معمولا از چند ترابایت تا بیش از ۲۲ ترابایت می‌رسند و برای ذخیره‌سازی آرشیو، بک‌آپ و فایل‌های حجیم مقرون‌به‌صرفه هستند. در مقابل، درایوهای SSD و به‌ویژه NVMe SSD، گرچه در گذشته ظرفیت کمتری داشتند، اما در حال حاضر در ظرفیت‌های بسیار بالایی (مانند ۳۰ ترابایت و بالاتر در مدل‌های سازمانی) عرضه می‌شوند. با این حال، درایوهای SSD عموما برای عملکرد و سرعت I/O بالا در نظر گرفته می‌شوند. انتخاب ظرفیت نهایی باید با توجه به پیش‌بینی رشد داده‌ها، استراتژی RAID و توازن بین هزینه هر گیگابایت (به نفع HDD) و سرعت درایو (به نفع SSD) صورت گیرد.

سرعت هارد دیسک سرور

سرعت هارد دیسک سرور با چند معیار سنجیده می‌شود که مهم‌ترین آنها RPM (دور در دقیقه)، IOPS و Latency (تاخیر) است. در هارد دیسک‌ها، RPM (معمولا 7K، 10Kیا 15K) نشان‌دهنده سرعت چرخش دیسک‌ها است که مستقیما بر سرعت دسترسی به داده‌ها تاثیر می‌گذارد. معیار کلیدی در سرورها IOPS (عملیات ورودی/خروجی در ثانیه) است که نشان می‌دهد درایو با چه سرعتی می‌تواند درخواست‌های متعدد و تصادفی (به‌ویژه در پایگاه داده‌ها) را پردازش کند. درایوهای SSD به‌دلیل عدم وجود قطعات متحرک، در مقایسه با هارد دیسک‌ها، IOPS بسیار بالاتر (ده‌ها تا صدها هزار) و تاخیر بسیار کمتر (کمتر از ۱ میلی‌ثانیه) دارند. معیار توان عملیاتی که بر حسب مگابایت بر ثانیه (MB/s) بیان می‌شود، سرعت انتقال ترتیبی داده‌ها را مشخص می‌کند. در مجموع، سرعت بالا در سرورها با IOPS بالا و Latency پایین تعریف می‌شود.

سرعت انتقال داده‌ها در هاردهای سرور

سرعت انتقال داده‌ها در درایوهای سرور با توجه به فناوری رابط و نوع ذخیره‌سازی تفاوت فاحشی دارد. هارد دیسک‌ها درایوهای کندترین نوع هستند و معمولاً با رابط ساتا سرعت خواندن/نوشتن ترتیبی حدود ۱۵۰ تا ۲۰۰ مگابایت بر ثانیه (MB/s) دارند. درایوهای SSD نسل اول که از همان رابط SATA III استفاده می‌کنند، به دلیل ماهیت فلش، این سقف رابط را پر کرده و سرعتی حدود ۵۵۰ تا ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه را ارائه می‌دهند. اما پرسرعت‌ترین درایوها، NVMe SSD‌ها هستند که از گذرگاه PCIe استفاده کرده و محدودیت ساتا را ندارند. سرعت آن‌ها بسته به نسل PCIe می‌تواند به آسانی به ۳۵۰۰ مگابایت بر ثانیه و در نسل‌های جدیدتر تا ۷۰۰۰ مگابایت بر ثانیه نیز برسد. همچنین، درایوهای SAS که برای محیط‌های سازمانی طراحی شده‌اند، چه در نوع هارد دیسک‌ها و چه SSD، از نظر سرعت انتقال (تا ۱۵ گیگابیت بر ثانیه یا بیشتر) و پایداری نسبت به ساتا برتری دارند.

زمان دسترسی به اطلاعات و داده‌ها در هارد سرور

زمان دسترسی و همچنین تاخیر، مدت زمانی است که یک درایو از لحظه دریافت درخواست تا شروع تحویل داده‌ها صرف می‌کند و به طور چشمگیری به نوع سخت‌افزار بستگی دارد. هارد دیسک‌ها به دلیل استفاده از قطعات مکانیکی متحرک، بالاترین تاخیر را دارند. این زمان شامل حرکت بازوی هد به ترک صحیح و انتظار برای چرخش دیسک تا رسیدن داده‌ها به زیر هد است و معمولا به طور متوسط بین ۷ تا ۱۵ میلی‌ثانیه متغیر است. در مقابل، درایوهای حالت جامد هیچ قطعه مکانیکی ندارند، بنابراین زمان‌های جست‌وجو و چرخش حذف می‌شوند. یک SSD SATA استاندارد تاخیری در حدود ۰.۱ تا ۱ میلی‌ثانیه دارد که بسیار سریع‌تر است. در نهایت، درایوهای NVMe SSD با اتصال مستقیم از طریق گذرگاه PCIe و استفاده از یک پروتکل بهینه‌تر، کمترین تأخیر را ارائه داده و زمان دسترسی را به کمتر از ۰.۱ میلی‌ثانیه کاهش می‌دهند.

پهنای باند هارد سرور

پهنای باند که برخی به آن توان عملیاتی می‌گویند، نشان‌دهنده حداکثر نرخی است که درایو می‌تواند داده‌ها را به صورت ترتیبی بخواند یا بنویسد و معمولا بر حسب مگابایت بر ثانیه سنجیده می‌شود. این معیار، مستقیما به نوع درایو و رابط آن وابسته است. هارد دیسک‌ها به دلیل محدودیت‌های فیزیکی، پهنای باندی در حدود ۱۵۰ تا ۲۵۰ مگابایت بر ثانیه دارند. درایوهای حالت جامد با رابط ساتا این نرخ را به حداکثر حدود ۶۰۰ مگابایت بر ثانیه می‌رسانند. اما درایوهای پرسرعت NVMe SSD که از گذرگاه PCIe استفاده می‌کنند، با دور زدن گلوگاه ساتا، پهنای باند را به سطحی بالاتر از ۳۵۰۰ مگابایت بر ثانیه و حتی تا ۷۰۰۰ مگابایت بر ثانیه (در نسل‌های جدید PCIe) افزایش می‌دهند، که برای کاربردهای نیازمند جریان داده‌های حجیم حیاتی است.

هارد دیسک‌های 2.5 و 3.5 اینچی سرور

هارد دیسک‌ها بر اساس اندازه فیزیکی به دو فرم فاکتور اصلی تقسیم می‌شوند: ۲.۵ اینچی (SFF) و ۳.۵ اینچی (LFF). مدل‌های ۳.۵ اینچی که در کامپیوترهای رومیزی و سرورهای ذخیره‌سازی حجیم استفاده می‌شوند، معمولا ظرفیت بالاتر (تا چند ده ترابایت) و هزینه کمتری به ازای هر گیگابایت ارائه می‌دهند، اما مصرف انرژی و تولید گرمای بیشتری دارند. در مقابل، هارد دیسک‌های ۲.۵ اینچی به دلیل ابعاد کوچکتر، در لپ‌تاپ‌ها و سرورهایی که نیاز به تراکم بالا در فضای رک دارند، کاربرد بیشتری دارند. اگرچه ظرفیت ذخیره‌سازی آن‌ها کمتر است، اما به طور معمول در سرورها با سرعت چرخش بالاتر (به طور مثال 10K و 15K دور در دقیقه) و زمان جستجوی کمتر تولید می‌شوند که منجر به عملکرد بهتر و مصرف انرژی پایین‌تر می‌شود و برای Workloadهای عملکردی ایده‌آل هستند.

مقاومت در برابر خرابی هاردهای سرور

مقاومت در برابر خرابی در هارد دیسک‌های سرور با معیار MTBF و نوع فناوری درایو سنجیده می‌شود. درایوهای SSD و NVMe به دلیل حذف قطعات متحرک، به طور ذاتی مقاومت بیشتری در برابر ضربه، لرزش و گرما نسبت به هاردهای مکانیکی HDD دارند و عموما با MTBF بالاتر (حدود ۱.۵ تا ۲.۵ میلیون ساعت) رتبه‌بندی می‌شوند. این درایوها از فناوری‌هایی مانند تراز کردن سایش (Wear-leveling) و پارامتر DWPD (تعداد دفعات نوشتن در روز) برای مدیریت عمر محدود سلول‌های حافظه فلش استفاده می‌کنند. در مقابل، خرابی در هارد دیسک‌ها عمدتا به دلیل فرسایش مکانیکی قطعات چرخنده است و MTBF پایین‌تری (حدود ۰.۵ تا ۱.۲ میلیون ساعت) دارند، اما از نظر تئوری طول عمر نامحدود خواندن/نوشتن دارند. با این حال، استفاده از RAID برای افزونگی، امنیت داده را در تمام انواع هارد سرور به شدت افزایش می‌دهد. جدول زیر نکات مهمی که هنگام خرید هارد دیسک سرور باید به آن‌ها دقت کنید را نشان می‌دهد.

نویسنده: حمیدرضا تائبی