Жёсткие диски для серверов: SAS, NL-SAS, SATA — как выбрать

Коротко: Серверные HDD делятся на три класса: SAS 10K/15K об/мин (быстрые 2,5-дюймовые диски до 2,4 ТБ для нагрузок со случайным доступом), NL-SAS 7200 об/мин (ёмкие 3,5-дюймовые диски на 4–24 ТБ и больше с интерфейсом SAS) и enterprise SATA 7200 об/мин (та же механика, но интерфейс SATA 6 Гбит/с с одним портом). Быстрый SAS даёт примерно 140–210 IOPS на диск, ёмкий 7200 об/мин — около 75–100 IOPS. Для серверных дисков типичен ресурс 550 ТБ/год и MTBF 2–2,5 млн часов. На практике выбор определяют три вещи: нагрузка (IOPS или ёмкость), контроллер или СХД и тип салазок конкретной модели сервера.

Чем SAS, NL-SAS и SATA отличаются по сути

SAS (Serial Attached SCSI) — последовательный интерфейс с набором команд SCSI. У него два независимых порта (dual-port), полный дуплекс и скорость 12 Гбит/с для SAS-3 или 24 Гбит/с для SAS-4. Два порта нужны в СХД с двумя контроллерами: если один контроллер или путь откажет, диск остаётся доступен через второй.

SATA (Serial ATA) — интерфейс с одним портом и скоростью 6 Гбит/с, работает в полудуплексе. Он проще и дешевле в реализации и для одиночного сервера с HBA или RAID-контроллером вполне достаточен. Подключить SATA-диск к SAS-контроллеру можно, а SAS-диск к SATA-контроллеру — нельзя: разъём SAS физически не встанет в SATA-порт.

NL-SAS (Near-Line SAS) — это механика ёмкого 7200-оборотного диска с интерфейсом SAS. По скорости он такой же, как enterprise SATA, но у него два порта, полноценный стек SCSI и более развёрнутая диагностика ошибок. Многие модели выпускаются в двух вариантах — SAS и SATA — с одинаковыми пластинами и головками.

Сравнение классов: скорость, ёмкость, ресурс

В таблице — типичные значения для актуальных серверных моделей. У конкретных серий они могут немного отличаться, поэтому перед закупкой сверяйтесь с даташитом производителя.

Параметр	SAS 15K	SAS 10K	NL-SAS 7200	Enterprise SATA 7200
Форм-фактор	2,5" (SFF)	2,5" (SFF)	3,5" (LFF)	3,5" (LFF)
Ёмкость	до 900 ГБ	до 2,4 ТБ	от 1–2 до 20+ ТБ	от 1–2 до 20+ ТБ
Случайный доступ, IOPS	180–210	140–170	75–100	75–100
Последовательная скорость	до 250–300 МБ/с	до 200–270 МБ/с	до 250–290 МБ/с у больших моделей	как у NL-SAS
Интерфейс	SAS 12G, 2 порта	SAS 12G, 2 порта	SAS 12G, 2 порта	SATA 6G, 1 порт
Ресурс записи	по даташиту модели	по даташиту модели	обычно 550 ТБ/год	обычно 550 ТБ/год
Неисправимые ошибки чтения	1 на 10^16 бит	1 на 10^16 бит	1 на 10^15 бит	1 на 10^15 бит
Где применять	старые OLTP-базы, журналы	ВМ, файловые серверы, общий пул	архив, бэкап, видео, объектное хранилище	то же в серверах без SAS-требований

Высокая последовательная скорость больших NL-SAS — следствие плотной записи на пластинах. На случайных операциях вращение 7200 об/мин всё равно ограничивает диск примерно сотней IOPS, и плотность записи здесь не помогает.

Где HDD ещё нужны, а где их заменили SSD

Диски 15K почти полностью вытеснены SSD: один корпоративный SATA SSD выдаёт десятки тысяч IOPS против двухсот у 15K. Новые модели 15K практически не выходят. Их закупают для ЗИП и расширения существующих массивов, когда менять конфигурацию нецелесообразно.

SAS 10K остаётся компромиссом для серверов прошлых поколений с корзинами SFF: на них виртуализация, файловые шары, вторичные базы. Ёмкие NL-SAS и SATA 7200 — основной носитель для резервных копий, архивов, видеонаблюдения, Ceph и ZFS-пулов, где важна стоимость хранения терабайта, а не IOPS. Если нужна скорость, смотрите статью SSD и NVMe для серверов. Распространённая схема — гибрид: SSD-кэш или SSD-уровень поверх массива из NL-SAS.

Ресурс, MTBF и рабочая нагрузка: как читать даташит

MTBF (Mean Time Between Failures, средняя наработка на отказ) у серверных HDD обычно 2–2,5 млн часов. Это статистический показатель для большой партии, а не срок жизни одного диска. Практичнее смотреть на AFR (Annualized Failure Rate, годовая доля отказов): для MTBF 2,5 млн часов это около 0,35% в год.

Workload rate — допустимый объём операций чтения и записи в год. У серверных 7200-оборотных моделей это обычно 550 ТБ/год, у NAS-серий — около 180–300 ТБ/год, у настольных — порядка 55 ТБ/год. Учитывается и чтение: если массив бэкапа ежедневно полностью перечитывается при проверке, настольный диск выйдет за лимит за несколько месяцев.

Режим работы: серверные HDD рассчитаны на 24/7 и на вибрацию от соседних дисков в корзине. У них есть датчики вращательной вибрации (RV-сенсоры) и балансировка. Настольные диски в корзине на 12 и больше дисков теряют производительность из-за вибрации и чаще выпадают из RAID из-за долгих повторных попыток чтения.

Форматы секторов, CMR и SMR

Физический сектор современных HDD — 4096 байт. Логически диск может представляться так:

512n — нативный сектор 512 байт, встречается у старых и небольших моделей;
512e — физический 4K-сектор с эмуляцией 512 байт, совместим почти со всем;
4Kn — логический и физический сектор по 4096 байт. Нужна поддержка со стороны ОС, загрузчика и контроллера: старые RAID-контроллеры и некоторые гипервизоры с 4Kn не работают или не загружаются с таких дисков.

В дисках из СХД NetApp, EMC и некоторых других встречается сектор 520 или 528 байт — дополнительные байты используются под контрольные суммы массива. В обычном сервере такой диск не определится или покажет нулевой объём. Его можно переформатировать в 512 байт утилитой sg_format --format --size=512 при поддержке со стороны прошивки, но процесс занимает часы и срабатывает не на всех моделях.

CMR (обычная запись) и SMR (черепичная запись, дорожки перекрываются) различаются поведением при перезаписи. SMR-диски сильно проседают на случайной записи и при перестроении RAID или ZFS. Для массивов берите только CMR. Серверные линейки для общих задач почти всегда CMR, а host-managed SMR применяется в специализированных системах.

Как выбрать жёсткий диск для сервера

Определите тип нагрузки. Случайный доступ (ВМ, базы) — SAS 10K или SSD. Последовательный и объёмный (бэкап, архив, видео) — NL-SAS или SATA 7200.
Посчитайте IOPS и ёмкость. Для RAID 10 запись стоит 2 операции, для RAID 5 — 4, для RAID 6 — 6. Пример: 12 дисков NL-SAS по 90 IOPS в RAID 6 при 30% записи дают примерно 12×90/(0,7+0,3×6) ≈ 430 IOPS.
Проверьте корзину сервера: LFF (3,5") или SFF (2,5"), число отсеков, наличие backplane с поддержкой SAS или только SATA, NVMe-слоты.
Проверьте контроллер. Поддержка SAS-3 12G, 4Kn, максимальной ёмкости диска, режима HBA (JBOD) для ZFS и Ceph. Подробности — в статье RAID-контроллеры.
Выберите интерфейс. В двухконтроллерной СХД или полке JBOD с двумя путями нужен SAS или NL-SAS. В одиночном сервере NL-SAS и SATA равноценны по скорости, но SAS даёт более подробную диагностику через SCSI-журналы.
Определите формат сектора (512e или 4Kn) и тип записи (только CMR).
Подберите салазки под конкретное поколение сервера и проверьте, есть ли у вендора список совместимых дисков.
Заложите ЗИП: 1–2 запасных диска той же модели и прошивки на каждые 10–20 дисков в работе.

Совместимость с салазками, контроллерами и СХД

Салазки (caddy, tray, carrier) — рамка, в которой диск вставляется в корзину. Они различаются у вендоров и у поколений серверов, и это частая причина ошибок при закупке.

Платформа	Что учесть
Dell PowerEdge 12G–13G (R620/R720, R630/R730)	Свой тип салазок. С 14G (R640/R740 и новее) конструкция другая, старые салазки не подходят
HPE ProLiant Gen8–Gen10	Салазки SmartCarrier (SC) со светодиодной индикацией. Салазки G7 и старше не совместимы
Lenovo ThinkSystem / System x	Салазки разных семейств не взаимозаменяемы, сверяйте по модели
Supermicro	Типовые салазки для 3,5" с креплением 2,5" через переходник, но под разные шасси есть варианты
СХД (Dell EMC, HPE MSA, NetApp и др.)	Работают только с дисками в своих салазках и с вендорской прошивкой, неродной диск массив может не принять

Прошивка вендора. Диски с OEM-прошивкой Dell, HPE, Lenovo — это обычно модели Seagate, Toshiba или WD с изменённым микрокодом. В серверах они работают корректно с контроллером и системой управления: iDRAC, iLO и XClarity видят состояние, вовремя предупреждают об износе, обновляют прошивку пакетами вендора. Диск без OEM-прошивки в сервере, как правило, заработает, но система может показать предупреждение о несертифицированном компоненте.

Ёмкость. Старые контроллеры и backplane иногда не видят диски больше 2 ТБ или требуют обновления прошивки. Для дисков от 10 ТБ и выше проверьте матрицу совместимости вендора.

RAID и большие диски: время перестроения

На ёмких дисках перестроение массива после замены идёт долго. Диск на 16 ТБ при средней скорости 150 МБ/с с учётом рабочей нагрузки перестраивается сутки и дольше. В это время массив RAID 5 не защищён от второго отказа, а вероятность встретить неисправимую ошибку чтения на соседних дисках растёт с объёмом.

Поэтому для массивов из NL-SAS и SATA от 4–8 ТБ используют RAID 6 или RAID 60, а в ZFS — RAIDZ2 или RAIDZ3. RAID 5 на ёмких дисках применяют только для некритичных данных, у которых есть резервная копия. Подробнее о программно-определяемых массивах — в статье ZFS и Ceph на своём железе.

На что смотреть при покупке б/у дисков

Серверные HDD часто покупают с вторичного рынка: для ЗИП к выведенным с производства моделям, для расширения массива одинаковыми дисками, для тестовых стендов. Перед установкой проверьте:

Наработку — счётчик Power_On_Hours или Accumulated power on time в smartctl -x. Для серверного HDD 20–40 тысяч часов — нормальный средний возраст, но оценивайте вместе с ошибками.
Дефекты: для SATA — Reallocated_Sector_Ct, Current_Pending_Sector, Offline_Uncorrectable; для SAS — Elements in grown defect list и счётчики Non-medium errors и uncorrected errors в журнале ошибок.
Формат сектора — нет ли 520 байт.
Прошивку — совпадает ли с остальными дисками массива, поддерживается ли обновление.
Механику — посторонние звуки, нагрев выше 50–55 °C в нормальном потоке воздуха.
Тест поверхности — длинный самотест smartctl -t long или полный проход чтения перед вводом в массив.

Диски без ошибок в SMART после теста можно ставить в работу, но для RAID лучше закладывать на один уровень избыточности больше. Общий порядок приёмки описан в чек-листе приёмки б/у сервера.

Типичные ошибки при выборе

Закупка дисков без салазок или с салазками другого поколения сервера.
Установка настольных или SMR-дисков в RAID и ZFS-массивы.
Расчёт производительности только по последовательной скорости — для ВМ и баз важны IOPS.
RAID 5 на дисках 10–20 ТБ для критичных данных.
Диски 4Kn в сервер со старым контроллером или гипервизором без поддержки такого формата.
Перенос дисков из СХД в сервер без проверки формата сектора 520/528 байт.
Смешивание моделей с разной скоростью и ёмкостью в одном массиве: весь массив работает по самому медленному диску.

Что учесть при закупке

В заявке указывайте партномер вендора (например, OEM-номер Dell или HPE) или партномер производителя диска, ёмкость, скорость вращения, интерфейс, формат сектора и форм-фактор. Отдельно — модель сервера или СХД и нужен ли диск в салазках. Для массивов в работе укажите модель и прошивку уже установленных дисков: так проще подобрать идентичную замену.

Уточните комплектность (диск с салазками или без), состояние (новый, refurbished, б/у с проверкой), результаты SMART-теста, срок гарантии и порядок замены. Для типовых моделей сроки поставки короткие, на редкие OEM-номера и большие партии одинаковых дисков нужно время. Подберём диски под ваш сервер или СХД — посмотреть наличие можно в разделе Накопители.

Смотреть диски и ssd в наличии →

Вопросы по теме

Можно ли поставить SATA-диск в сервер с SAS-контроллером?

Да. SAS-контроллеры и SAS-корзины поддерживают SATA-диски, разъём SAS совместим с SATA. Обратное неверно: SAS-диск к SATA-контроллеру не подключается. Нужно только убедиться, что салазки подходят к серверу.

Чем NL-SAS отличается от SATA, если скорость одинаковая?

У NL-SAS два порта для работы в двухконтроллерных СХД, полноценный набор команд SCSI и более подробная диагностика ошибок. Механика у обоих типов часто одинаковая. В одиночном сервере разница в скорости минимальна.

Сколько IOPS даёт один жёсткий диск?

Ориентировочно: 15K — 180–210 IOPS, 10K — 140–170 IOPS, 7200 об/мин — 75–100 IOPS на случайных операциях блоками 4–8 КБ. Для сравнения, корпоративный SSD выдаёт десятки и сотни тысяч IOPS. Итоговая производительность массива зависит от уровня RAID и доли записи.

Что такое 512e и 4Kn и какой выбрать?

Оба формата используют физический сектор 4 КБ. 512e эмулирует 512-байтный сектор и совместим почти со всем оборудованием и ПО. 4Kn требует поддержки ОС, загрузчика и контроллера. Если нет уверенности в совместимости, берите 512e.

Подойдут ли салазки от R730 к R740?

Нет. У Dell PowerEdge 14-го поколения (R640, R740) другая конструкция салазок по сравнению с 12–13-м поколением. При заказе дисков указывайте точную модель сервера.

Почему диск из СХД не определяется в сервере?

Чаще всего диск отформатирован с сектором 520 или 528 байт под контрольные суммы массива. Обычный контроллер такой диск не видит или показывает нулевой объём. Иногда диск можно переформатировать в 512 байт утилитой sg_format, но это работает не на всех моделях.

Какой RAID выбрать для дисков 10 ТБ и больше?

RAID 6 или RAID 60, в ZFS — RAIDZ2 или RAIDZ3. Перестроение большого диска длится сутки и дольше, а RAID 5 в это время не выдерживает второго отказа. RAID 10 подходит, если нужна скорость записи и ёмкостью можно пожертвовать.

Нужны ли диски с прошивкой Dell или HPE?

Не обязательно, но желательно для production. С OEM-прошивкой система управления сервера корректно отображает состояние диска, обновляет микрокод и не выдаёт предупреждений о несертифицированном компоненте. Для СХД вендорские диски обычно обязательны.

Какая наработка нормальна для б/у серверного HDD?

Сама по себе наработка 20–40 тысяч часов не критична для серверного диска. Важнее отсутствие переназначенных и ожидающих секторов, роста списка дефектов и ошибок чтения, а также успешный длинный самотест. Такие диски можно использовать с запасом по избыточности массива.

Стоит ли брать SMR-диски для хранилища?

Для RAID, ZFS и Ceph — нет. SMR-диски резко теряют скорость на случайной записи и при перестроении, что может привести к выпадению диска из массива. Для массивов выбирайте модели с CMR-записью.