NAS Festplatte

Konventionelle NAS Festplatte

Eine NAS Festplatte ist eine Festplatte für private und semi-professionelle NAS Systeme. Sie hat eine hohe Kapazität und ist für den Dauerbetrieb ausgelegt. Die typischen Einsatzzwecke für diese Platte sind NAS Eigenbau Systeme oder dedizierte NAS Server. Auch in den Netzwerkfestplatten von Western Digital sind NAS Festplatten verbaut. Aktuelle Serien dieser Kategorie sind:

Für alle Modelle gilt: Auf eine NAS Festplatte geben die Hersteller 3 Jahre Garantie und sie ist für den 24/7-Betrieb mit 1-8 Festplatten pro System empfohlen. Mehr als 8 Platten sollten es nicht sein, weil die mechanische Vibrationstoleranz dafür nicht ausgelegt ist. Eine NAS Festplatte vibriert durch die mechanischen Zugriffe im Gehäuse – und sind es insgesamt zu starke Vibrationen, dann bringt das die Festplatte aus dem Tritt.

Grundsätzlich gilt: Festplatten mit 7.200 Umdrehungen pro Minute sind lauter als solche mit 5.400 U/Min. Sollte Ihr NAS also in einem Wohn- oder Büroraum stehen, dann könnte eine 7.200er-Platte störend sein. Auch bei den 5.400 U/Min Platten ist die Performance für ein Heim-NAS selten ein Problem. Diese Platten übertragen 150 bis 200 Megabyte pro Sekunde. Da das theoretische Maximum eines Gigabit-Ethernet bei 125 Megabyte pro Sekunde liegt, ist eine schnellere Platte in einem Gigabit-Netzwerk Verschwendung.

NAS Festplatten

NAS Festplatten

Profi NAS Festplatte

Sollten Sie in Ihrem NAS mehr als 8 Festplatten benötigen oder ein RAID5 aufbauen wollen, dann sollten Sie auf die “Pro”-Modelle dieser Serien wechseln. Diese Varianten zeichnen sich durch eine erhöhte Fehler- und Vibrationstoleranz aus, wie sie in größeren NAS Systemen benötigt werden.

Die höhere Performance wird natürlich mit einem höheren Energieverbrauch und einer höheren Betriebslautstärke bezahlt. Auch nützt Ihnen diese Performance nur dann etwas, wenn Ihr Netzwerk schneller als Gigabit Ethernet ist oder Sie IO-Intensive Anwendungen wie Datenbanken für dutzende Anwender laufen lassen.

NAS Festplatte im RAID

Festplatten mit einer nicht-behebbaren Fehlerrate von 1014 sind nicht für RAIDs mit einer einfachen Parität in Hardware geeignet (RAID5). Es kommt bei diesen Platten früher oder später zwangsläufig zu Fehlern, die ein wiederherstellen des RAIDs unmöglich machen. Sollten Sie also ein RAID5 in Hardware einsetzen möchten, achten Sie darauf, dass Ihre Platte eine nicht-behebbare Fehlerrate von 1015 aufweist. Das erspart Ärger, Arbeit und Datenverlust.

Ihre wirkliche Leistung entfaltet die NAS Festplatte vor allem in den RAID-Leveln 1, 10 und 0+1. Denn hier liegt auch der größte Unterschied zur Desktop Festplatte: Die NAS Festplatte hat die Strategie “Weitermachen” falls sie auf einen Lesefehler trifft, denn sie geht davon aus, dass noch andere Platten im System sind, die die selben Daten halten. Eine Desktop Festplatte arbeitet hingegen mit der Strategie: “Weiter versuchen”. Sie geht davon aus, dass sie die einzige Platte im System ist, die die Daten hält. Diese unterschiedlichen Strategien führen dazu, dass eine NAS Festplatte in einem RAID-Verbund mit Mirroring schneller ist als eine mechanisch baugleiche Desktop Festplatte.

Umgekehrt führt das natürlich auch dazu, dass die NAS Festplatte ihre Stärken ohne Mirroring nicht vollständig ausspielen kann. In einem Verbund ohne Mirroring (kein RAID, JBOD oder RAID 0) wäre eine baugleiche Desktop Festplatte also schneller.

Desktop Festplatte

Die Deskop Festplatte kann unter folgenden Bedingungen eine Alternative zur NAS Festplatte sein:

  • Sie setzen kein Mirroring RAID Level ein
  • Ihr NAS soll nicht rund um die Uhr laufen

Sollten Sie ihre Platten nicht im RAID-Verbund oder mit einem Nicht-Mirroring-RAID-Level (JBOD, RAID0) betreiben wollen, dann ist die Sache vollkommen klar und Sie sollten eine Desktop-Festplatte einsetzen. Beim Betrieb rund um die Uhr ohne Mirroring RAID stehen Profi-Desktop-Platten zur Verfügung.

Gute Desktop Festplatten sind:

Professionelle Desktop Festplatten sind folgenden Modelle:

Vorsicht vor SMR bei NAS Festplatten!

Festplatten können ihre Daten auf verschiedene Arten speichern. Die aktuell gängige Methode bei NAS Festplatten ist das Perpendicular Magnetic Recording (PMR). Dabei stehen die magnetischen Momente, die die Daten speichern senkrecht (= “perpendikular”) zur Oberfläche des Datenträgers.

Prinzip des Perpendicular Magnetic Recording

Prinzip des Magnetic Perpendicular Recording

Dadurch passen weit mehr Daten auf eine Festplatte als bei der Vorläufertechnologie Longitudinal Magnetic Recording wo die Daten auf dem Datenträger waagrecht liegen.

Prinzip des Longitudinal Magnetic Recording

Prinzip des Longitudinal Magnetic Recording

Seit ca. 2013 gibt es auch die Technologie des Shingled Magnetic Recording (SMR). Diese Technik wird ebenfalls verwendet um die Datendichte von Festplatten weiter zu erhöhen. Dabei überlappen sich die Datenspuren ähnlich wie es bei Dachziegeln (engl. “Shingle”) der Fall ist. Das Beschreiben einer Spur hat durch die Überlappung einen Effekt auf die daneben liegenden Spuren, was dafür sorgt, dass beim Schreiben einer Spur die benachbarten Spuren ebenfalls neu geschrieben werden müssen. Damit sich das nicht über die gesamte Festplatte fortpflanzt sind in regelmäßigen Abständen Lücken vorgesehen, die die Überlappungsfortpflanzung stoppen.

Prinzip des Shingled Magnetic Recording

Prinzip des Shingled Magnetic Recording

Der Nachteil dieser Technik ist, dass die Schreibgeschwindigkeit sinkt und das kann Auswirkungen auf das Verhalten einer Festplatte in einem RAID-Verbund haben. Eine 3TB PMR-Platte und eine 3TB SMR-Platte, die ein RAID bilden, können so Probleme verursachen weil sie sich beim Schreiben bedeutend unterschiedlich verhalten. PMR-Platten und SMR-Platten sollten also nicht innerhalb eines NAS gemischt eingesetzt werden.

Das Problem hierbei ist nun – wie Journalisten im April 2020 rausfanden – dass die großen Hersteller Western Digital, Seagate und Toshiba in ihren NAS Festplatten SMR einsetzen ohne es zu kennzeichnen (siehe die Artikel auf Computerbase zu Western Digital, Seagate und Toshiba).

Betroffene Modelle

Die Festplattentypen mit SMR, die für ein NAS in Frage kommen, sind:

  • Toshiba DT02: 4 TB und 6 TB
  • Toshiba P300: 4 TB und 6 TB
  • Toshiba MQ04: 1 TB und 2 TB
  • Toshiba L200: 1 TB und 2 TB
  • Western Digital Red der Baureihen WD*0EFAX: 2 TB, 3 TB, 4 TB und 6 TB
  • Western Digital Blue der Baureihen WD*0EZAZ und WD*0EZRZ: 2 TB, 3 TB, 4 TB und 6 TB sowie 1 TB und 2 TB als 2,5″ Platten
  • Western Digital Black als 1TB 2,5″ Festplatte
  • Seagate Barracuda ST2000DM008: 2 TB
  • Seagate Barracuda ST4000DM004: 4 TB
  • Seagate Barracuda ST8000DM004: 8 TB
  • Seagate Desktop HDD ST5000DM000: 5 TB

Einschätzung des Problems

Persönlich würde ich aktuell vermeiden eine SMR-Platte in meinem NAS einzusetzen und stattdessen weiterhin auf PMR-Platten setzen. Falls es sich nicht vermeiden lässt, dann würde ich ein NAS nur mit reinen SMR-Platten bauen, ohne sie mit PMR zu mischen. Ganz besonders dann, wenn ich ein RAID aufbauen möchte.

Zusammenfassung

Die folgende Grafik fasst die Inhalte dieses Artikels nochmals kurz zusammen:

NAS Festplatten Quadrant 2020

NAS Festplatten Quadrant 2020

  • Veröffentlicht in: NAS Hardware