Die Seagate AgileArray Technologie im Detail

Alle IronWolf-NAS-Festplatte  sind mit der innovativen AgileArray-Technologie von Seagate ausgestattet. Unter dem Begriff AgileArray wird eine Kombination aus leistungsstarken Hardware-, Firmware- und Softwarefunktionen zusammengefasst, die zu einer verbesserten NAS-Leistung und  hoher Ausfallsicherheit führen.

Effiziente Fehlerbehebungskontrolle

Eine Standard Desktop Festplatte ist nicht für die Anforderungen von NAS-Umgebung und RAID Verbunden ausgelegt. Hat eine Desktopplatte beispielsweise einen Lese- oder Schreibfehler erkannt so kann dies dazu führen, dass die Platte bis zu 30 Sekunden nicht auf Anfragen des RAID Controllers antwortet. Während dieser Zeit versucht die Platte mehrfach, den erkannten Fehler zu beheben. Für einzelne Laufwerke in einem PC ist dies ein normales und erwünschtes Verhalten.

In einem NAS hingegen nutzt der RAID Controller die Datenredundanz über mehrere Festplatten hinweg, um Fehler viel schneller zu korrigieren. Daher stehen die Korrekturverfahren einer Desktop Platte und  die eines RAID-Controller im Konflikt. Die lange Antwortzeit der Desktopplatte kann dazu führen, dass der RAID Controller die Festplatte insgesamt als fehlerhaft einstuft und aus dem RAID Verbund auswirft.

Die AgileArray-Technologie von Seagate löst dieses Problem mit einem einstellbaren Zeitlimit für den eingebauten Fehlerbehebungsprozesse der Festplatte, so dass die Festplatte weiterhin verfügbar bleibt und mit dem RAID-Controller zusammenarbeitet, um Fehler zu beheben.

Firmware zur RAID Optimierung

Eine NAS-Firmware ist für RAID-Konfigurationen optimiert, während eine Desktop-Festplatte für den Einzelbetrieb optimiert ist. Diese Unterscheidung ist wichtig, da im Gegensatz zur Speicherung auf einer einzelnen Festplatte bei einem RAID Volumen die Daten über mehrere Festplatten verteilt werden. Große Datensätze wie Videodateien befinden sich daher u.U. auf vielen Laufwerken. Reagieren die Laufwerke unterschiedlich auf Anfragen des Controllers kann dies zu Problemen führen.

In einem Desktop System werden Dateien im Allgemeinen sequentiell als ein Strom auf die Festplatte geschrieben. In einer RAID-5 Konfiguration beispielsweise wird der Datenstrom in Blöcke aufgeteilt und diese Blöcke werden germäss der RAID Logik auf unterschiedliche Festplatten verteilt. Hinzu kommen Parity Blöcke für jeden Datenblock, die zusätzlich erstellt und verteilt werden müssen.

Da Daten nicht an einem Stück geschrieben und gelesen werden, sondern zerlegt und wieder zusammen gesetzt werden, sind für einen optimalen Betrieb Anpassungen an den Caching-Algorithmen notwendig. AgileArray von Seagate ist optimiert und getestet für eine Vielzahl von RAID-Konfigurationen.

 

Erweiterte AcuTrac Technologie

In einem NAS-Gehäuse kann es zu Vibrationen durch andere Laufwerke oder Lüfter kommen. Jedes Laufwerk im System muss in der Lage sein, diese Vibrationen zu tolerieren und auszugleichen.

Vibrationen von anderen Systemkomponenten können sich negativ auf die Performance einer Festplatte auswirken, was zu einer Verschlechterung der gesamten Systemleistung führt.

Leichte Vibrationen können Desktop-Laufwerke evtl. noch ausgleichen, es kommt dann ggf. lediglich zu einer Verschlechterung der Performance. Bei stärkeren Vibrationen, die z.B. daher rühren können, dass mehrere Laufwerke nebeneinander in einem Gehäuse laufen, kann das zum Ausfall des Desktop-Laufwerks führen, da das Servosystem nicht auf einer Datenspur einrasten kann.

Dank der AcuTrac Technologie funktionieren die IronWolf-Festplatten von Seagate auch bei extremen Vibrationen mit minimalen Leistungseinbußen. AcuTrac besteht aus zwei Komponenten, einem Hauptstellmotor zur Positionierung des Lese-/Schreibkopfs und einem zweiten Micro-Stellglied zur exakten Positionierung.

Während der Hauptstellmotor für den schnellen Wechsel zwischen den Spuren zuständig ist, ist der Mikrostellmotor ein Sekundärmotor, der für die Feinbewegungen innerhalb des Servosystems verantwortlich ist.
Beide Technologien gemeinsam ermöglichen eine schnelle Reaktion des Servosystems auf Schwingungen, die das Servosystem stören können. Schwingungen und Vibrationen werden effektiv ausgeglichen und das Servosystem wird exakt auf der Spur gehalten. Dies führt zu einer optimalen Leistung.

Leiser Betrieb durch Auswuchtung auf zwei Ebenen

Mit zunehmender Anzahl an Festplatten in einem Gehäuse verstärken sich Unwuchten, was zu mehr Vibrationen und lauten Betriebsgeräuschen führt. Dank der Auswuchtung auf zwei Ebenen werden Vibrationen und in der Folge auch Geräusche reduziert. IronWolf Festplatten laufen dank der Plane-Balance-Spezifikation vibrationsfrei und leise. Das Ergebnis ist ein konsistentes und zuverlässiges Laufwerk, das eine konstante NAS-Systemleistung bietet.

RV Sensoren zur Vibrationserkennung

Rotationsschwingungssensoren (Rotation Vibration) werden verwendet, um Schwingungen
um eine Achse, die die Servonachführung und die Gesamtleistung des Antriebs beeinträchtigen können, zu erkennen.  Mit diesen Informationen können die Vibrationen über die Stellmotoren kompensiert und Einflüsse auf die Kopfposition und somit auf die Systemleistung vermieden werden.

ATA-8 Streaming Befehlssatz

IronWolf-Festplatte unterstützten den ATA-8-Streaming Befehlssatz. Darüber hinaus ist die Firmware optimiert für die Verarbeitung großer sequenzieller Blockübertragungen, wie sie in den meisten Videodateien Dateien vorkommen.

Desktop-Festplatten können eine begrenzte Anzahl von Streams verarbeiten, da sie für einen einzelnen Benutzer-PC gedacht sind. Die AgileArray Technologie kann bis zu 64 Streams gleichzeitig verarbeiten. Die AgileArray-Firmware erkennt einen Stream anhand der eingehenden Befehlssequenz und konfiguriert einen Datenpuffer, um die Daten in eine Warteschlange zu stellen. Dieses Aneinanderreihen von Daten während des Schreibens reduziert
Suchvorgänge, was der IronWolf Festplatte die Möglichkeit gibt eine Vielzahl von Datenströmen zu schreiben.

Erweitertes Power Management

Das Energiemanagement von AgileArray ist für NAS-Anwendungen optimiert.

Bei Notebook- oder Desktop-Systemen kann das häufige aktivieren des Energiesparmodus vorteilhaft sein. Bei NAS-Anwendung bringt es häufig mehr Nachteile als Vorteile.

Zur Aktivierung von Energiesparmodi müssen alle Köpfe aller Festplatten zunächst in eine Parkposition gebracht werden anschließend wird die Rotation der Platten beendet. Jeder Stromsparmodus spart Strom auf Kosten der Bereitschaft eines Laufwerks Daten zu lesen oder zu schreiben. Beim Verlassen des Energiesparmodus müssen die Platten wieder angefahren und die Köpfe neu positioniert werden. Das kostet nicht nur Zeit sondern auch zusätzlich Energie.

Die AgileArray-Energieverwaltung gleicht Energieeinsparung und Bereitschaftszeit speziell für NAS-Anwendungen aus mit dem Ziel, den Gesamtstromverbrauch zu reduzieren gleichzeitig aber eine schnelle Reaktionszeit für NAS Anwendungen aufrecht zu erhalten.

Über den Autor

Dieser Beitrag wurde durch NAS-Central.de verfasst. NAS-Central vertreibt seit 2005 NAS Server und Lösungen auf NAS Server Basis. Das Angebot gehört zu dem Systemhaus LogicTri aus Trier.

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