Seagate Ironwolf 8 TB, WD Red 8 TB und Toshiba Enterprise Cloud 6 TB im Test

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hdd roundup 08 2016 teaserAuch wenn in den allermeisten Rechnern heutzutage statt einer Festplatte eine SSD als Systemlaufwerk zum Einsatz kommt, so sind die klassischen Magnetspeicher für das Speichern größerer Datenmengen weiterhin gefragt, zumal die beliebten NAS-Systeme als Cloud für Zuhause ein neues Absatzgebiet für HDDs geschaffen haben. Der Markt bietet hier unterschiedliche Modelle für jede Anwendung, sodass wir uns mit der Seagate IronWolf (NAS) HDD 8 TB, der Western Digital Red 8 TB und Toshibas Enterprise Cloud 6 TB drei recht unterschiedliche Festplatten einmal näher anschauen möchten.

Seagate hat gerade erst sein komplettes Produktportfolio für Consumerprodukte umbenannt, sodass das 8-TB-Modell mit der Modellnummer ST8000VN002 nun nicht mehr als "Seagate NAS HDD" vermarktet wird, sondern nun unter einer "IronWolf" getauften Reihe zu finden ist, welche wie bisher für den Einsatz in NAS-Systemen ausgerichtet ist. Im Rahmen des "Guardian"-Programms stehen den "IronWolf" jetzt noch "BarraCuda" mit Desktop- bzw. Notebook-HDDs sowie "Skyhawk" mit Video-Surveillance-Laufwerken und "FireCuda" mit SSHD-Kombi-Laufwerken zur Seite. Der Business-Bereich mit z.B. den technisch höherwertigen Enterprise NAS HDDs ist von der Umbenennung nicht betroffen. Die ST8000VN0002 ist bereits jetzt nicht mehr das Flaggschiff dieser Serie, denn Seagate hat vor kurzem erst auch in der IronWolf-Reihe ein neues 10-TB-Modell vorgestellt, was demnächst in den Handel kommen soll. Die 8-TB-Version ist aber mit 7.200 U/min, 256 MB Cache und einer Auslegung für hohe Belastungen und bei gleichzeitig hoher Zuverlässigkeit sehr gut ausgelegt.

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WD Red 8 TB, Seagate IronWolf 8 TB und Toshiba Enterprise Cloud 6 TB

Von Western Digital haben wir die 8-TB-Version der Modellreihe "Red" mit in den Test aufgenommen. Die "WD Red" dürften bei vielen Usern das Synonym für NAS-Festplatten sein und folglich darf auch eine Version mit 8 TB nicht fehlen. Die WD Red 8 TB ist insofern besonders, als dass sie wie einige Enterprise-Modelle bei HGST über eine Helium-Füllung verfügt, welche den Einbau von sieben Plattern ermöglicht. WD hat sich für die Red 8 TB hier bei Gehäuse und einigen anderen Bauteilen bei der Konzernschwester HGST bedient und diese mit reduzierter Drehzahl und eigener NASWorks-Firmware als neues Modell herausgebracht. Dank 5.400 U/min ist sie bewusst nicht auf höchstmögliche Performance ausgegelegt. Gerade bei NAS-Systemen im Heimbereich sind Stromverbrauch und Lautstärke meist wichtigere Eigenschaften als die reine Geschwindigkeit.

Drittes Modell im Test ist die MC04ACA600E von Toshiba. Diese entstammt der "Enterprise Cloud"-Serie von Toshiba und ist nicht mit den Consumermodellen der X300-Serie zu verwechseln, obwohl sich bei den Toshiba-Modellreihen das Gehäusedesign oder andere technische Daten bei einer Kapazitätsstufe häufig nicht unterscheiden. Von daher gehen wir davon aus, dass die MC04ACA600E zumindest bezüglich Performance ungefähr vergleichbar mit einer X300 6TB sein sollte. Die MC04ACA-Reihe ist laut Toshiba für Bulk-Storage-Lösungen von Daten mit mittlerem Status (Tier 2/3) sowie der Speicherung in Cloud Servern geeignet, d.h. sie soll auch entsprechende Zuverlässigkeit und Eignung für den Serverbetrieb mitbringen.

Technische Daten
Hersteller  Seagate  Toshiba  Western Digital

Serie

 NAS / Ironwolf  Enterprise Cloud HDD  Red
Modellnummer  ST8000VN0002  MC04ACA600E  WD80EFZX
Homepage  www.seagate.com  toshiba.semicon-storage.com  www.wdc.com
Preis  ca. 330 Euro  ca. 330 Euro  ca. 325 Euro
Formfaktor  3,5 Zoll  3,5 Zoll  3,5 Zoll
Kapazität  8 TB (6 Platter)  6 TB (k.A., vermutl. 5 oder 6)  8 TB (7 Platter)
Speicherverfahren  PMR  PMR  PMR
Schnittstelle  SATA 6 Gb/s  SATA 6 GBit/s  SATA 6 GBit/s
Sektorgröße  512e  512e  512e
Umdrehungsgeschwindigkeit  7.200 U/min  7.200 U/min  5.400 U/min
Cache-Größe  256 MB  128 MB  128 MB
Leistungsaufnahme (Idle/Aktiv)  7,2 W / 9,0 W  6,0 W / 11,3 W  5,2 W / 6,4 W
Bitfehlerrate (UBER)  1 per 10^15  10 per 10^15  1 per 10^14
Workload (pro Jahr) / 24x7-Freigabe  180 TB, ja  180 TB, ja  k.A., ja
geeignet für NAS  bis 8 HDDs  k.A..  bis 8 HDDs
Herstellergarantie  3 Jahre  3 Jahre  3 Jahre
Besonderheiten      Helium-Füllung

Kommen wir auf der nächsten Seite zur Seagate IronWolf 8 TB.


Mit der ST8000VN0002 war Seagate der erste Festplattenhersteller, der eine acht Terabyte große Festplatte für NAS-Anwendungen im Home- oder KMU-Bereich im Angebot hatte. Im Gegensatz zur populären, weil günstigen Seagate Archive 8 TB verwenden die NAS/IronWolf 8 TB sowie die Desktop/Barracuda 8 TB für die Speicherung das normale "Perpendicular Magnetic Recording"-Verfahren (PMR), bieten also jederzeit volle Leistung beim Schreiben.

Die jetzt in IronWolf 8 TB umgetaufte ST8000VN0002 verfügt über eine übliche (abwärtskompatible) SATA-Schnittstelle mit 6 Gb/s, einem mit 256 MB vergleichsweise großen DRAM-Cache und eine Umdrehungsgeschwindigkeit von 7.200 U/min. Die Leistungsaufnahme liegt laut Datenblatt mit 7,2 Watt im Idle und typischerweise 9,0 Watt bei Aktivität vergleichsweise hoch, ist aber wohl der Drehzahl und der hohen Anzahl der verbauten Platter geschuldet. Seagate gewährt auf die IronWolf 8 TB eine dreijährige Herstellergarantie.

 

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Seagate ST8000VN0002

Die ST8000VN0002 ist für den Einsatz in NAS-Systemen von bis zu acht Festplatten geeignet. Da in solchen Systemen mit dicht nebeneinander arbeitenden Festplatten Vibrationen ein kritisches Thema sind, hat Seagate diese NAS-Festplatten speziell zweiachsig ausgewuchtet. Ein weiterer Unterschied zu den BarraCuda/Desktop-Modellen ist neben der für NAS-Anwendungen angepassten Firmware die Verwendung von qualitativ hochwertigeren bzw. präziseren Köpfen und Magnetscheiben. Dadurch bieten die NAS-Modelle eine höhere Zuverlässigkeit und sind für die höhere Belastung von 24x7-Betrieb bzw. dem höheren Workload (übertragene TB pro Jahr) freigegeben.

An der IronWolf 8 TB lässt sich auch optisch schön erkennen, auf welcher Basis die Festplattenhersteller die immer noch stetig steigenden Kapazitäten erreichen. An der Speicherdichte der Daten auf den Plattern hat sich zuletzt weniger getan als früher noch, weil die klassische Datenspeicherung auf Magnetscheiben hier zunehmend an technische und auch physikalische Hürden stößt. Ein guter Teil der letzten Kapazitätssteigerungen geht auf die Tatsache zurück, dass es möglich gemacht wurde, mehr Platter als früher im Festplattengehäuse unterzubringen.

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Seagate ST8000VN0002

Die ST8000VN0002 hat deren sechs Stück mit je 1.33 TB pro Platter im Einsatz. Die Scheiben brauchen allerdings Platz und daher wird der zur Verfügung stehende Baurraum eines 3,5-Zoll-Laufwerks maximal ausgenutzt, wie sich an der Unterseite der Laufwerke gut erkennen lässt, wo die Platine in eine Ecke eines sonst glatten Bodens eingepasst wird. Das hat natürlich den Nebeneffekt, dass gerade in der Mitte teilweise auch kein Bauraum für Gewindelöcher mehr zur Verfügung steht, d.h. die ST8000VN0002 bietet an den Seitenflächen nur die beiden äußeren Schraubenlöcher, das klassisch in der Mitte vorhandene fehlt. Auch die Position der im Boden vorhandenen Gewindelöcher kann bei diesen Platten abweichen, sodass ein Blick in Kompatibilitätslisten z.B. von NAS-Herstellern angeraten ist. Ist eine Platte nicht als kompatibel vermerkt, kann dies heutzutage also auch "nur" daran liegen, dass sie sich nicht mit der vollen Anzahl von vier Schrauben montieren ließe, weil schlichtweg einige Gewindelöcher an der "falschen" Stelle sind.

Positiv an der ST8000VN0002 ist die angegebene Bitfehlerrate von maximal 1 pro 10^15 gelesenen Bits, womit sie zumindest nominal besser als die anderen beiden Festplatten im Test liegt. Ein falsch gelesenes Bit mag meist kaum auffallen, kann allerdings im Falle eines Rebuilds eines RAIDs mit großer Kapazität die entscheidende Rolle spielen, ob der Rebuild gelingt oder nicht.


Mit den Modellen der Red-Reihe ist Western Digital eigentlich als erster Hersteller den Markt von NAS-Festplatten richtig angegangen. Die beliebten und auch günstigen Desktop-Festplatten ("WD Green") waren allein schon aufgrund der häufigen Parkvorgänge ihrer Köpfe für den Dauerbetrieb ungeeignet, womit sich die Einführung einer für NAS-Anwendungen angepassten Version angeboten hat. Anders als bei Seagate ist bei den WD Red nicht herauszubekommen, inwiefern sie sich abgesehen von der Firmware von Desktop-Modellen unterscheiden, aber vermutlich wird WD hier auch auf übliche Optimierungen wie z.B. eine bessere Auswuchtung achten. Die WD Red waren bis hin zum 4-TB-Modell ursprünglich für Anwendungen mit bis zu fünf Laufwerken gedacht, aber inzwischen hat WD die Freigabe der Serie für bis zu acht Laufwerke erweitert. Die WD Red wurden dann später noch um die WD Red Pro erweitert, welche für Systeme mit bis zu 16 Laufwerken freigegeben sind und eine fünfjährige Garantie mitbringen.

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Western Digital WD80EFZX

Die WD Red mit 8 TB hat eine vergleichsweise interessante Entstehungsgeschichte. Der Hersteller HGST, welcher auch zu Western Digital gehört, hat bereits 2012 mit der Entwicklung von Festplatten begonnen, welche im Inneren eine Helium-Füllung aufweisen. Helium hat eine deutlich geringere Dichte als Luft, d.h. dadurch bieten sich einige Vorteile wie geringere Verwirbelungen an den bewegten Teilen, wodurch Abstände reduziert und mehr Platter eingebaut werden. Auch die Reibungsverluste vermindern sich, was eine geringere Leistungsaufnahme bedeutet. Seit Ende 2013 hat HGST weit mehr als eine Million Stück von Festplatten mit Helium-Technik abgesetzt. Für die WD Red 8 TB hat Western Digital dieses Know-How bzw. einige mechanische Komponenten der He8-Serie übernommen und diese mit eigener Firmware bzw. verringerter Drehzahl versehen.

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Western Digital WD80EFZX

Damit hat es WD geschafft, in die Red 8 TB insgesamt sieben Platter mit je 1,2 TB unterzubringen. Die Drehzahl beträgt 5.400 U/min, der Cache ist 128 MB groß und als Schnittstelle kommt eine SATA-6Gb/s-Schnittstelle zum Einsatz. Die WD80EFZX setzt wie andere aktuelle Red-Modelle auch die Firmware "NASware 3.0" ein. Die WD Red 8 TB verfügt über die drei normalen Befestigungslöcher pro Seite, nur am Boden hat eines der beiden Paare eine versetzte Position. Die Leistungsaufnahme liegt laut Datenblatt bei sparsamen 5,2 Watt im Idle und 6,4 Watt bei Zugriffen.


Toshibas als noch dritter eigenständig verbliebener Festplattenhersteller neben WD und Seagate deckt mit seinem Festplatten-Produktportfolio ebenfalls den kompletten Bereich von Consumer- bis Business-Anwendungen ab. Aktuell werden als 3,5-Zoll-HDDs für den Consumerbereich die Serien X300 und P300 angeboten, die von den MD04ACA-Modellen im OEM-Bereich ergänzt werden. Toshiba hält es mit den Bezeichnungen seiner Serien eher nüchtern und unterscheidet zwischen Client- und Enterprise-HDDs, wobei die Serien dann Bezeichnungen wie z.B. "Generic Data Storage HDD" (Client) oder Performance, Capacity oder Cloud HDD (Enterprise) tragen. Die letzteren beiden umfassen SATA-Modelle, wobei die Enterprise-Cloud-Serie von 2 bis 6 TB für (einfachere) professionelle Storage-Anwendungen vorgesehen ist. Modelle mit 8 TB hat Toshiba noch nicht im Angebot.

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Toshiba MC04ACA600E

Die MC04ACA600E als Top-Modell der Serie arbeitet mit 7.200 U/min und einem 128 MB großen Cache, weswegen auch die Leistungsaufnahme laut Datenblatt mit 6 Watt im Idle und 11,3 Watt bei Zugriffen etwas höher ausfällt. Die Bitfehlerrate mit 10 pro 10^15 gelesenen Bits liegt auf dem Niveau der WD Red mit 1 Lesefehler pro 10^14 gelesenen Bits. Als jährlicher Workload sind 180 TB pro Jahr angeben, natürlich mit Freigabe für 24x7-Betrieb.

 

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Toshiba MC04ACA600E

Von der Optik, insbesondere dem Design des Deckels, ähnelt die MC04ACA600E anderen aktuellen Toshiba-Festplatten mit 7.200 U/min. Unterschiede bezüglich der Firmware gibt es natürlich, aber inwiefern sich die Modelle konstruktiv unterscheiden, können wir mangels verfügbarer Informationenen nicht sagen.


Leistungsmessung

Um die Performance der Festplatten zu bestimmen, haben wir diese an unser Testsystem angeschlossen und die Benchmarks CrystalDiskMark und HD Tune Pro ausgeführt. Im Testsystem kam ein Intel Core i7-6700K auf einem Asus Z170-Deluxe zum Einsatz.

Seagate IronWolf 8TB - ST8000VNM0002 

seagate nas 8gb crystal

Im CrystalDiskMark erreicht die ST8000VN0002 mit knapp 240 MB/s im sequentiellen Schreiben und Lesen vergleichsweise hohe Spitzenwerte. Auch mit knapp über 3 MB/s im Test mit 4.096 Byte großen Datenblöcken (4K) und 32 parallelen Zugriffen erreicht die ST8000VN0002 die höchsten Werte im Vergleich. Einzig bei einzelnen 4K-Zugriffen fällt die Performance beim Lesen ab, bleibt beim Schreiben aber hoch. Bei NAS-Systemen bzw. in RAID-Konfigurationen dürften Single-Thread-Lesezugriffe aber die Ausnahme bleiben.

seagate nas 8gb hdtune

Mit HD Tune Pro lässt sich gut die Performance über die gesamte Festplatte visualisieren, denn bei Festplatten ist die erreichbare Transfergeschwindigkeit von der Position der gespeicherten Daten auf den Magnetplatten abhängig. Im Außenbereich der Platter ist die relative Geschwindigkeit der Köpfe zur Platteroberfläche deutlich höher als auf den innersten Spuren, d.h. hier können pro Umdrehung mehr Daten übertragen werden. Daher erreichen Festplatten am Anfang (d.h. auf den äußeren Spuren) ihre höchste Geschwindigkeit. Bei der ST8000VN0002 liegt diese laut HD Tune Pro wie schon bei CrystalDiskMark bei knapp unter 240 MB/s. Im Innenbereich, also dem obersten Teil ihres Fassungsvermögens, ist sie dann auf 105 MB/s abgefallen.

seagate nas 8gb hdtune write

Beim Schreiben sieht die Situation ähnlich aus: Im Außenbereich werden knapp 235 MB/s erreicht, welche zum Innenbereich hin auf 105 MB/s abfallen. HD Tune Pro hat in unserem Test für den Schreibbetrieb eine deutlich niedrigere Zugriffszeit als beim Lesen gemessen, was auch die Unterschiede in den 4K-Single-Thread-Messungen von CrystalDiskMark erklärt. 

Western Digital Red 8 TB - WD80EFZX

 wd red 8gb crystal

Die WD Red mit 8 TB wird zugunsten eines niedrigeren Energieverbrauchs und einer geringeren Lautstärke nur mit 5.400 U/min betrieben. Seitens des Herstellers wird daher eine mit knapp 180 MB/s vergleichsweise geringe maximale Transferrate angegeben, welche die WD80EFZX im Test mit CrystalDiskMark auch problemlos erreichen könnten. Die Werte für Zugriffe mit 4KB-Datenblöcken fallen sowohl einfach als auch bei 32 fach parallelen Zugriffen für ein Laufwerk mit 5.400 U/min ausgesprochen gut aus.

 

wd red 8gb hdtune

HD Tune Pro gibt für die WD80EFZX eine maximale Rate von 183 MB/s im Außen- und 87 MB/s im Innenbereich an.

wd red 8gb hdtune write

Beim Schreiben liegt die Performance auf identischem Niveau wie bei Lesezugriffen, auch der Durchschnittswert über die gesamte Festplatte mit 143 MB/s ist gleich. Insgesamt ist die Performance für ein Laufwerk der 5.400-U/min-Klasse angenehm hoch. 

Toshiba Enterprise Cloud 6 TB - MC04ACA600E 

toshiba 6gb crystal

Die Toshiba MC04ACA600E erreicht laut CrystalDiskMark maximale sequentielle Datenübertragungsraten von knapp unter 210 MB/s und sortiert sich somit zwischen der Seagate IronWolf 8 TB und der WD Red 8 TB ein. Bei 4KB-Zugriffen mit Queue Depth 32 liegt die Toshiba hinter der Seagate und der WD zurück. Bei einzelnen 4K-Zugriffen, welche wie bereits erwähnt nicht typisch für die Einsatzgebiete einer HDD in einem größeren Storage-System sind, fällt die MC04ACA600E hinter die Seagate ST8000VN0002 und somit auch die WD Red 8 TB zurück. 

toshiba 6gb hdtune

HD Tune Pro bestimmte für den Lesebetrieb eine Übertragungsrate von 222 MB/s bis knapp unter 100 MB/s, wobei die 222,3 MB/s als Extremwert in einem Bereich etwas höherer Schwankungen erreicht werden. Die ca. 208 MB/s von CrystalDiskMark sind hier ein aussagekräftigerer Wert. 

toshiba 6gb hdtune write

Beim Schreiben liegt die Performance im Bereich zwischen knapp 210 und 100 MB/s, was für eine 6-TB-HDD mit 7.200 U/min in Ordnung geht.

Insgesamt präsentiert sich die Seagate ST8000VN0002 als schnellste Platte im Test, welche dank 256 MB Cache und der vergleichsweise großen 1,33-TB-Platter auch nicht verwundert. Die Toshiba MC04ACA600E ist ebenfalls eine schnelle Festplatte, allerdings verdient sich die WD Red 8 TB insgesamt mehr Lob, denn sie bietet für eine HDD mit 5.400 U/min eine vergleichsweise hohe Performance. Im heimischen NAS wird wohl kein Performance-Unterschied zur schnelleren ST8000VN0002 auffallen, wohl aber die Vorzüge der niedrigeren Leistungsaufnahme und der geringere Lautstärke.


Leistungsaufnahme

Gerade bei Storage-Systemen mit mehreren Festplatten, welche womöglich tatsächlich auch 24x7 durchlaufen sollen, ist die Leistungsaufnahme der Festplatten ein nicht zu vernachlässigender Punkt, welcher sich direkt auf die Betriebskosten auswirkt. Die Hersteller geben zwar in den Datenblättern Werte zur Leistungsaufnahme im Idle und unter Last an, aber das Ermitteln von eigenen Messwerten kann nie schaden. Wir haben auf eine Selbstbaulösung zurückgegriffen und ein SATA-Stromkabel modifiziert. Mit in der 5V- und 12V-Zuleitung eingeschleiften Shunts und speziellen Stromrichtungsverstärker-ICs haben wir die Stromwerte in Spannungssignale umgewandelt, welcher wir mit einem digitalen Speicheroszilloskop aufgenommen. Die einfachere Variante mit zwei eingeschleiften Multimetern bringt in manchen Betriebsbereichen durchaus brauchbare Ergebnisse, aber mit ca. zehntausend Messwerten über den Zeitraum von einer Sekunde und anschließender Mittelwertbildung sollten wir mit unserer Lösung auf Basis eines Oszilloskops die zeitweise sehr stark schwankende Strom- und somit auch Leistungsaufnahme besser beurteilen können.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme idle

Watt
Weniger ist besser

Im Idle liegt die ST8000VN0002 mit gemessenen 8,3 Watt etwas überhalb der im Datenblatt angebenen 7,2 Watt. Die kleinere Toshiba MC04ACA600E weist mit 7,3 Watt im Idle ebenfalls eine vergleichsweise hohe Leistungsaufnahme auf. Die WD Red 8 TB hingegen erreicht mit 5,4 Watt fast die Herstellerangabe und liegt somit fast drei Watt unter der Seagate. Interessant ist auch, dass die WD80EFZX nur gute 40 Prozent mehr Energie als das nur 2 TB große Schwestermodell WD20EFRX benötigt, welches wir zum Vergleich mit gemessen haben.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme Schreiben

Watt
Weniger ist besser

Bei Schreibzugriffen knacken sowohl die Seagate als auch die Toshiba die 10-Watt-Marke. Auch die WD80EFZX steigert ihren Leistungsbedarf, liegt aber mit 7,1 Watt weiterhin deutlich unterhalb der Werte der 7.200-U/min-Konkurrenz.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme zufälliges Lesen

Watt
Weniger ist besser

Bei Random-Read-Zugriffen bleibt das Bild ungefähr gleich. Die ST8000VN0002 liegt mit 9,9 Watt an der Spitze, die Toshiba MC04ACA600E mit 9,2 Watt nur knapp dahinter. Die WD Red 8TB kann hingegen mit 6,8 Watt den - diesmal positiv zu wertenden - Rückstand von 3 Watt beibehalten.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme sequentielles Lesen

Watt
Weniger ist besser

Beim sequentiellen Lesen verbrauchen die Laufwerk etwas mehr Strom als beim zufälligen Lesen.

Stromverbrauch

max. Leistungsaufnahme

Watt
Weniger ist besser

Recht interessant ist die maximale Leistungsaufnahme der Laufwerke, welche kurzzeitig beim Hochfahren der Festplatte entsteht. Dieser Wert ist wirklich ein Spitzenwert, der nur für wenige Sekundenbruchteile anliegt, aber er zeigt, dass ein paralleler Start eines Festplatten-Arrays durchaus auch ein kritisches Thema für die Stromversorgung des Systems werden kann. Daher starten manche NAS-Modelle ihre Festplatten nicht gleichzeitig sondern der Reihe nach.

Auch in dieser Disziplin ist die Seagate Spitzenreiter und genehmigt sich beim Start nach unseren Messungen bis zu 24,5 Watt. Die Toshiba und die WD Red 8 TB liegen mit 17,2 bzw. 15,6 Watt ein gutes Stück niedriger, aber selbst die kleine WD20EFRX weist beim Hochfahren mit 12,2 Watt fast die dreifache Leistungsaufnahme wie im Idle-Betrieb auf. 


Seagate hatte uns von der ST8000VN0002 für den Test vier Stück zur Verfügung gestellt, was uns die Möglichkeit für einen Praxistest gegeben hat. Die Ausgangssituation dabei ist die, dass eine real genutzte Synology DS415+ mit vier Stück WD Red 4 TB (WD40EFRX) auf vier 8 TB große Festplatten aufgerüstet werden soll. Das bestehende Volume ist bereits zu 75% gefüllt, d.h. in dem Szenario ist es naheliegend, über ein Upgrade der Festplatten nachzudenken.

Die DS415+ gehört mit ihrem Intel Quad-Core-Chip aktuell noch zu den schnellsten 4-Bay-NAS im Consumerbereich, d.h. unsere Basis sollte keinen Flaschenhals darstellen. Für den Test wurden die Daten des SHR/btrfs-Volumes auf den WD40EFRX extern gesichert und auf ein neu angelegtes Volume über die vier ST8000VN0002 zurückgespielt. Nachdem alle Vorgänge abgeschlossen waren, haben wir sowohl einige Geschwindigkeitsbenchmarks als auch Messungen zur Leistungsaufnahme und Lautstärke des Systems durchgeführt. Letztendlich sollten damit die für ein derartiges Upgrade wichtigen Fragen beantwortet werden können: Wie ändert sich die Performance, Lautstärke und die Stromaufnahme?

Performance

NAS CDMs  
CrystalDiskMark - links DS415+ mit WD40EFRX, rechts mit ST8000VN0002

Für die Performancemessungen haben wir u.a. wieder CrystalDiskMark eingesetzt. Die maximale Transferrate wird hier von der Gigabit-Ethernet-Anbindung limitiert. Sequenziell mit 32er Queue wird sowohl mit den 4 TB WD Red als auch den 8 TB Seagate die Gigabit-Schnittstelle voll ausgelastet. Bei den weiteren Benchmarks ergeben sich ebenfalls nur kleinere Unterschiede, die auch kein einheitliches Bild abgeben. Das Setup hat mit den 4 TB WD Red beim Schreiben von 4K-Zugriffen - single und queued - die Nase vorne, wohingegen die 8 TB Seagate beim sequentiellen Lesen (single) etwas besser liegt. CrystalDiskMark gibt jeweils die schnellsten Ergebnisse aus mehren Testläufen an, aber insgesamt scheinen sich hier in Sachen Performance weniger Unterschiede zu zeigen, als die Specs der Festplatten vermuten lassen würden. Vermutlich müssten für klarere Unterschiede noch leistungsstärkere Hardware eingesetzt werden.

NAS Atto QD4s  
Atto mit Queue Depth 4 - links DS415+ mit WD40EFRX, rechts mit ST8000VN0002

Für den Zweiten Test haben wir den Benchmark ATTO eingesetzt, welcher ebenfalls per SMB auf eine Freigabe der DS415+ zugreift. Bei einer relativ kurzen Queue-Länge von 4, der Voreinstellung von ATTO, zeigt das NAS mit den Seagate-HDDs bei kleinen Blockgrößen die besseren Transferraten, insbesondere im Schreiben, wobei der Unterschied meist bei ca. 10 Prozent liegt.

NAS Atto QD10s  
Atto mit Queue Depth 10 - links DS415+ mit WD40EFRX, rechts mit ST8000VN0002

Mit einer Queue-Länge von 10 wird bereits ab einer Blockgröße von 16kB annähernd voller Gigabit-Speed erreicht. Im Bereich darunter bei kleineren Blockgrößen haben die 8-TB-Laufwerke von Seagate wieder etwas die Nase vorne.

Weiterhin haben wir dann noch einen Blick auf mögliche Unterschiede hinsichtlich Multi-Client-Betrieb und Link Aggregation geworfen. Mit zwei zusätzlichen Clients im Netzwerk und aktiviertem LAG an der DS415+ konnten wir mit beiden HDD-Konfigurationen kurzzeitig insgesamt über 200 bzw. an die 230 MB/s erreichen. Mit den 4 TB WD Red pendeln sich die  höchsten Transferraten meist im Bereich von um die 180 MB/s ein, wohingegen sich die gesamte Bandbreite mit den Seagate 8 TB  tendenziell meist höher im Bereich von 200+ MB/s bewegt. Da hier aber viele Faktoren hereinspielen und wir keine detailierten Messreihen vorgenommen haben, soll dies nur ein Anhaltspunkt sein.

Das Fazit soweit lautet, dass die Synology DS415+ mit den Seagate ST8000VN0002 insgesamt geringfügig schneller läuft, aber im üblichen Heim-Szenario mit einem schnellen per Gigabit angebundenen Rechner kein Unterschied zu bemerken sein wird. Und auch mit Link Aggregation und mehreren Clients ist der Performancevorteil der schnellen 7.200-U/min-Festplatten gegenüber den Reds mit 5.400-U/min zwar meist vorhanden, aber eher gering.

 

Leistungsaufnahme

Für viele Privatanwender sollten die Themen Leistungsaufnahme und Lautstärke einen höheren Stellenwert als die Performance haben. In Sachen Energiebedarf sind die Festplatten bei einem üblichen NAS-System der entscheidene Faktor. Gegenüber der WD Red 8 TB liegt die Leistungsaufnahme der Seagate IronWolf/NAS 8 TB um gute 3 Watt höher. Bei vier Festplatten summiert sich dies schon auf 12 Watt. Die kleineren WD40EFRX ordnen sich von der Leistungsaufnahme zwischen den 2- und 8-TB-Modellen ein, d.h. als erster Anhaltspunkt ist wohl von 4,5 Watt Differenz pro HDD auszugehen.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme idle

Watt
Weniger ist besser

Bei unseren Messungen fiel der Unterschied tatsächlich noch etwas größer als die angenommenen 18 Watt aus, was aber daran liegt, dass noch der Wirkungsgrad des NAS-Netzteils zu berücksichtigen ist. Mit 55,2 Watt zu 33,9 Watt beträgt die Differenz im Idle der DS415+ also 21,3 Watt, welches bei angenommenen 85-90% Effizienz des Netzteils also ungefähr passen sollte.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme Lesen

Watt
Weniger ist besser

Unter Last beim Lesen verbraucht das Setup mit den ST8000VN0002 dann noch 17,8 Watt mehr als mit den WD40EFRX. Für die beiden Lasttests haben wir jeweils drei Clients parallel auf eine Freigabe der Diskstation lesen bzw. schreiben lassen.

Stromverbrauch

Leistungsaufnahme Schreiben

Watt
Weniger ist besser

Beim kombinierten Schreibvorgang liegt die Differenz ähnlich bei 17,9 Watt.

Die Leistungsaufnahme der DS415+ ist mit den ST8000VN0002 also je nach Nutzung um gute 40 bis 60 Prozent höher als mit den WD40ERFX. Wird ein Dauerbetrieb im Idle-Zustand angenommen, so liegt der jährliche Verbrauch der DS415+ mit den WD40EFRX bei ca. 300 kWh (~96 Euro bei 32 ct/kWh). Der jährliche Mehrverbrauch mit den ST8000VN0002 liegt bei knapp über 60 Prozent, was also ca. 186 kWh und ca. 60 Euro zusätzlich entspricht. Je mehr das NAS aktiv genutzt wird, desto höher steigen die Kosten mit beiden HDD-Bestückungen, allerdings dürfte der Mehrverbrauch der ST8000VN0002 konstant bleiben und sich relativ betrachtet reduzieren.

Überschlägig berechnet würde ein äquivalantes Setup mit vier WD80EFZX anstelle der WD40EFRZ noch gute 40 Prozent mehr Energie verbrauchen, also ca. 120 kWh und 38 Euro pro Jahr. Das Setup mit WD80EFZX hat somit also "nur" einen Vorteil von knapp über 20 Euro pro Jahr gegenüber der ST8000VN0002-Variante, was angesichts eines Anschaffungspreises von knapp 1.300 Euro für vier 8-TB-Festplatten die Sache mit dem Energiesparen fast schon wieder relativiert.

 

Lautstärke

Lautstärke Idle

43.5 XX


39.4 XX


32.2 XX


db(A)
Weniger ist besser

Dazu haben wir ein Lautstärke-Messgerät ca. 10 cm vor dem NAS platziert. Die Umgebungsgeräusch lagen zum Testzeitpunkt bei ca. 32 dB(a). Mit den WD40EFRX lag die gemessene Lautstärke im Idle, also mit still eingestelltem Systemlüfter der DS415+ und ohne Zugriffe bei ca. 39,4 db(a). Die Diskstation DS415+ war dabei insgesamt angenehm leise, das Rauschen der Laufwerke war nur etwas wahrnehmbar. Mit den ST8000NV0002 lag die Lautstärke bereits bei 43,5 dB(a) und das Laufgeräusch der Festplatten war deutlich hörbar, wenn auch noch mit unauffälliger Charakteristik.

Lautstärke Last

db(A)
Weniger ist besser

Unter Last sind die Unterschiede in der Lautstärke ebenfalls deutlich wahrnehmbar. Die Unterschiede zwischen dem Geräuschniveau bei Zugriffen liegt zwischen den Festplattenmodellen bei ca. 3 dB, d.h. die ST8000VN002 sind von der wahrgenommenen Lautstärke her ca. 25 Prozent lauter. In der Praxis ist bei beiden Festplatten gleich, dass Zugriffsgeräusche deutlich wahrzunehmen sind. Bei der Synology DiskStation DS415+ sitzen die Festplatten auf Kunststoff-Einschüben und werden durch seitliche Clips gehalten. Durch Gummipuffer in den Bereich der Haltepins erfolgt im Prinzip schon brauchbare Entkopplung. Dennoch sind manche Zugriffsmuster mit beiden Festplattenmodellen deutlich wahrnehmbar, allerdings bei den WD40ERFX aufgrund der geringeren Lautstärke weniger wahrnehmbar. Die ST800VN0002 klingen etwas "aggressiver" und weisen auch eine höhere Maximallautstärke auf. In einer leisen Wohnung mit offenen Türen sind die Zugriffe mit den ST8000VN0002 noch im Nachbarraum etwas wahrnehmbar, mit den WD40EFRX hört man bestenfalls bei sehr genauem Hinhören noch gelegentlich Zugriffe.

Als Fazit für ein Upgrade von den 4 TB Red auf die 8 TB Seagate NAS lässt sich sagen, dass bei einem Heim-NAS der Geschwindigkeitsvorteil der 8-TB-Modelle mit 7.200 U/min nicht wahrzunehmen ist. Nur bei intensiver Nutzung durch mehrere Clients gleichzeitig ist ein Vorteil zu merken. Spürbar hingegen, zumindest für diejenigen, die die Stromverbräuche ihrer Geräte überwachen, wird der Mehrverbrauch an Strom sein, den das Upgrade auf die hungrigen 7.200-U/min-Modelle mit sich bringt, wobei der im Vergleich zu den Anschaffungskosten der Festplatten auch überschaubar ist. Ebenfalls spürbar wird die höhere Lautstärke sein. Die Red 4 TB sind auch nicht unhörbar und die Seagate 8 TB ist keine Serverfestplatte, aber der Unterschied ist doch wahrnehmbar, wenngleich auch für die meisten User tolerierbar. Die WD Red 8 TB sortieren sich von der Lautstärke her etwas unterhalb der Seagate ST8000VN0002 ein. Das in manchen Kundenrezensionen zu der ST8000VN0002 vermerkte Summen/Pfeifen im Idle konnten auch nach längerer Zeit im Praxistest nicht wahrnehmen.


Die beiden interessanten Festplatten im Test waren die Seagate IronWolf/NAS 8TB (ST8000VN0002) und die Western Digital Red 8 TB (WD80EFZX). Erstere überzeugt durch ihre Leistung als auch den guten Features bzw. der Eignung für leistungsstärkere NAS-Systeme. Die WD Red 8 TB hingegen bietet ebenfalls eine gute Leistungsfähigkeit und kann zusätzlich noch mit niedrigem Stromverbrauch und einer geringeren Lautstärke als die 7.200-U/min-Modelle punkten. Die Toshiba MC04ACA600E als Modell der Enterprise-Klasse bei Toshiba bietet ebenfalls eine gute Performance, kann aber neben der ähnlich teuren ST8000VN0002 zumindest aus Enthusiasten-Sicht nicht punkten.

Die ST8000VN0002 arbeitet mit 7.200 U/min und einem 256 MB großen Cache. Die 8 TB werden durch den Einsatz von sechs je 1.33 TB großen Plattern erreicht. Gegenüber einfachen Desktopplatten bietet sie eine bessere Auswuchtung und ist somit zusammen mit den besseren Schreib-/Leseköpfen für den 24x7-Betrieb in Storage-Systemen mit bis zu acht Laufwerken geeignet. Positiv ist insbesondere auch, dass sie laut technischen Daten eine Bitfehlerrate von 1 pro 10^15 gelesenen Bits haben soll und somit zumindest laut Papier hier um eine Potenz besser als die Konkurrenz aufgestellt ist. Die Leistungsfähigkeit hat allerdings wie üblich ihren Preis, welcher bei der ST8000VN0002 in Form einer höheren Leistungsaufnahme und auch etwas höheren Lautstärke bezahlt werden muss. Trotzdem ist die IronWolf 8 TB vom Preis-/Leistungsverhältnis aufgrund ihres vergleichsweise günstigen Preises gut aufgestellt.

Mit der WD80EFZX hat Western Digital seine erfolgreiche "Red"-Modellreihe erfolgreich aufgefrischt. Mit der von HGST entwickelten Heliumfüllung und der auf 5.400 U/min verringerten Drehzahl weist die Red 8 TB eine vergleichsweise geringe Leistungsaufnahme auf und auch die Lautstärke ist noch vergleichsweise moderat. Positiv an der WD80EFZX ist dabei, dass diese Optimierung nur wenig Einfluss auf die Performance hat. Die Dauertransferraten liegen zwar ein gutes Stück niedriger als z.B. bei der ST8000VN0002, aber bei verteilten Zugriffen und kleineren Blockgrößen bietet die WD80EFZX dennoch eine vergleichsweise gute Performance und kann sich damit für den Einsatz im Heim-NAS klar empfehlen.

Die Toshiba MC04ACA600E ist eine sehr gute Festplatte, aber wohl für Privatanwender aufgrund des Enterprise-Status und dem verglichen mit den 8-TB-Modellen recht hohen Preises weniger interessant. Als Privatanwender wird wenn wohl eher die X300 6TB in Betracht kommen, die ein sehr gutes Preis-/Leistungsverhältnis aufweist, wobei wir deren "qualitativen" Unterschied zur MC04ACA600E nicht einschätzen können. Sonst scheinen laut den technischen Daten beide aber recht ähnlich zu sein. Für eine 7.200-U/min-Festplatte ist die MC04ACA600E jedenfalls angenehm schnell, wobei auch sie nicht gerade zu den stromsparenden bzw. leisen Festplatten gehört.

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Die drei Testkandidaten

Des Weiteren haben wir uns noch angeschaut, was ein Upgrade einer mit vier WD Red 4 TB bestückten Synology Diskstation DS415+ mit vier Seagate IronWolf 8 TB in der Praxis eigentlich bedeutet. Als Fazit kurz zusammengefasst lässt sich sagen, dass sich in Sachen Performance aus Heimanwendersicht de facto nichts spürbar ändert. Wahrnehmbar hingegen ist die um gut 50 % höhere Leistungssaufnahme des NAS-Systems und die ebenfalls wahrnehmbar höhere Lautstärke. Der Mehrverbrauch an Strom relativiert sich etwas, wenn man die jährlichen Mehrkosten, 60 Euro im Vergleich zu WD Red 4 TB und 20 Euro zu WD Red 8 TB, im Vergleich zum Anschaffungspreis der 8-TB-Festplatten sieht, welcher momentan bei knapp über 320 Euro pro Festplatte steht. Wer also sein NAS nicht gerade im Schlaf- oder ggf. auch Wohnzimmer stehen hat, für den ist ein Upgrade auf die ST8000VN0002 also durchaus überlegenswert, zumal sie zumindest laut den Spezifikationen eine hohe Zuverlässigkeit bietet.

 Aufgrund der rundum überzeugenden Leistung erhält die Western Digital WD80EFZX unseren Excellent Hardware Award.

eh wd red

Positive Aspekte der Seagate "IronWolf" ST8000VN0002:

Negative Aspekte der Seagate "IronWolf" ST8000VN0002:

  

Positive Aspekte der Western Digital "Red" WD80EFZX:

Negative Aspekte der Western Digital "Red" WD80EFZX:

 

Positive Aspekte der Toshiba "Enterprise Cloud" MC04ACA600E:

Negative Aspekte der Toshiba "Enterprise Cloud" MC04ACA600E: