Toshiba N300 NAS-HDD mit 16 TB im Test

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Toshibas aktuelles NAS-Flaggschiff N300, 16 TB, darf in unserem Artikel um die Spitzenposition der maximalen Transferrate antreten und beweisen, ob an den erfolgreichen Test der N300 12TB angeknüpft werden kann. Mit 7.200 rpm und CMR-Aufnahmemethode besitzt die Helium-befüllte Festplatte alle Grundeigenschaften für ein gutes Ergebnis. Zusätzlich handelt es sich um den ersten Artikel der letzten drei Jahre mit einer Schallpegelmessung der Festplatte.

Die N300-Serie von Toshiba war zuletzt durch das Modell mit 12 TB bei uns vertreten. Sie war die erste Festplatte dieser Reihe mit Helium-Füllung, da Toshiba bis einschließlich 10-TB-Speicherkapazität mit Luft arbeitet. Nachdem wir die 14-TB-Variante leider nicht testen konnten, da sie durch den Hersteller nicht lieferbar war, freuen wir uns umso mehr, das Modell N300 mit 16-TB-Speicherkapazität heute im Test haben zu können. Die N300-Serie stellt bei Toshiba den Einstieg in die Welt der NAS-optimierten Festplatten dar. Mit Support von bis zu acht Schächten und einem jährlichen maximalen Workload von 180 TB bewegen wir uns auf Augenhöhe mit Seagates IronWolf- und Western Digitals Red-Plus-Serie.

Gleichzeitig ist es auch Toshibas einzige Festplatten-Serie für den Einsatz im NAS. Eine Einsteigerserie wie die WD Red oder Festplatten für höhere Ansprüche wie WD Red Pro oder Seagate IronWolf Pro bietet Toshiba zum aktuellen Zeitpunkt nicht an. Wer also ein NAS mit mehr als acht Festplatteneinschüben betreibt und sich gerne neue Festplatten von Toshiba kaufen möchte, muss direkt zu den Enterprise-Laufwerken greifen, wie z.B. der MG08A, welche wir bereits als 16-TB-Modell im Test hatten.

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Wie bei Toshiba üblich, sind die bereitgestellten Informationen technischer Art recht spärlich. Es handelt sich um eine CMR-Festplatte mit einer Rotationsgeschwindigkeit von 7.200 rpm. Die Größe des Zwischenspeichers wird mit 512 MB angegeben. Diese Steigerung haben wir bereits bei den neuen Festplatten von Western Digital sehen können. Leider alt und bekannt: Die nicht korrigierbaren Lesefehler je gelesenem Bit werden weiterhin mit 1 pro 10E14 angegeben. Früher haben wir bereits mit einer Beispielrechnung ermittelt, dass dies einem statistischen Fehler nach einem Lesen von rund 11 TB entspricht. Wie schon bei den Modellen mit 12 TB und 14 TB bedeutet das auch hier, dass, statistisch gesehen, nicht die gesamte Festplatte einmal fehlerfrei gelesen werden kann. Auch wenn es sich hier um einen rein statistischen Wert handelt, können dies andere Hersteller bereits besser. 

Erfreulich dagegen ist die Angabe von 274 MB/s maximaler Transferrate; damit können wir gespannt den Benchmarks entgegensehen. Auch die Angaben zu der elektrischen Leistungsaufnahme lesen sich auf der Höhe der Zeit. Später im Artikel werden wir diese natürlich durch Testmessungen nachprüfen.

Hersteller Toshiba
Serie N300
Typ N300
Kapazität 16 TB
Anzahl Schächte bis zu 8
Nicht korrigierbare Lesefehler pro gelesenem Bit, max.
1 Sektor pro 10E14
Zuverlässigkeit bei Dauerbetrieb (AFR)
keine Angabe
Hot-Plug Unterstützung
Ja
RV-Sensoren Ja
Maximaler jährlicher Workload 180 TB
Cache 512 MB
U/min 7200 U/min
Übertragungsgeschwindigkeit 274 MB/s
Übertragungsstandard SATA III 6G
Energieverbrauch Last/Leerlauf/Standby 6,91 W / 4,03 W / keine Angabe
Geräusch (dB typ.) Leerlauf /Last 20 / keine Angabe
MTBF 1.200.000 h
Garantie 3 Jahre
Modell
HDWG31GUZSVA

Zunächst schauen wir uns die Toshiba N300 von außen an. Als typische Helium-Festplatte erwartet uns ein versiegeltes Gehäuse und die Frage nach den Befestigungspunkten.

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Die vordere Seite unterscheidet sich nicht vom 12-TB-Modell, welches wir vor eineinhalb Jahren im Test hatten.

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Auf der Rückseite lässt sich erkennen, dass die Gussform im Bereich über dem Antrieb leicht verändert wurde.

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An der Seite haben wir weiterhin die volle Anzahl an Befestigungspunkten. Hier musste Toshiba nicht auf die mittleren Punkte verzichten, so wie es früher bei Seagate war oder gegenwärtig bei WD der Fall ist.

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Die Toshiba N300 entspricht ansonsten einer genormten 3,5-Zoll-Festplatte mit SATA-Anschluss.


Das Testsystem steht bereit, um in jedem Test dieselben Bedingungen zu bieten. Das System ist in einem Corsair Obsidian 1000D auf dem Sekundärmontageplatz verbaut. Die Festplatten befinden sich in entkoppelten Festplatten-Trays, wie sie in allen aktuellen Gehäusen Verwendung finden.

Die Festplatte wurde im leeren Zustand am SATA-III-Port des AMD-B350-Chipsatzes getestet.

Technische Daten
Prozessor
AMD Ryzen 5-2400G
MainboardGigabyte GA-AB350N-Gaming Wifi
ArbeitsspeicherPatriot Viper 16GB DDR4 3000
NetzteilCorsair SF450
USBController
YOTTAMASTER CA31-AC USB 3.1 Gen2 (1x USB-Type-C, 1xUSB-Type-A)

Betriebssystem Windows 10 Home 1809

Energieverbrauchsmessung

Um die Herstellerangaben zum Energieverbrauch nachzuvollziehen, haben wir ein entsprechendes Testsystem aufgebaut. Für eine umfassende Leistungsmessung sollte die Versorgung mit 5 V und 12 V betrachtet werden. Wie die Art der Messung bereits erahnen lässt, benötigen wir Strom und Spannung, um daraus die Leistung zu errechnen. Eine Möglichkeit wäre es, mit einem Multimeter die Spannung zu messen und mit einer Strommesszange den Strom.

Dazu könnte man die Messgeräte auf die Erfassung des Durchschnittswerts einstellen und erst die 5-V-Schiene und danach die 12-V-Schiene aufnehmen. Hierdurch lässt sich aber weder der Anlauf darstellen noch eine genaue Aussage treffen, wie sich die Werte über die Zeit verhalten.

Mit einem Vierkanaloszilloskop können wir alle vier Messungen gleichzeitig durchführen und in Abhängigkeit von der Zeit darstellen.

Dazu verwenden wir das digitale RIGOL DS1054Z Vierkanalspeicheroszilloskop inklusive Speichererweiterung sowie zwei Rigol-Tastköpfe und zwei Pico-Strommesszangen mit integriertem Spannungswandler zum direkten Anschluss an das Oszilloskop.

Technische Daten

Oszilloskop
Rigol DS1054Z (4Ch. 50 MHz 1GSa/s 24 Mpts)
TastköpfeRigol PVP 2150 (1x 35 MHz, 10x 150 MHz)
StrommesszangenPicoTech TA 189 AC / DC 30 A 1% Toleranz +-2 mA
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Wie bisher praktiziert, führen wir vier Messungen durch. Alle Messungen dauern jeweils etwa 1 Minute und werden mehrfach wiederholt. Das Oszilloskop zeigt uns einerseits den visualisierten Spannungsverlauf, aber auch eine Auswertung der Hoch- und Tiefpunkte sowie der Durchschnittswerte an. Über die MATH-Funktion des Oszilloskops können wir uns auch gleich die Leistung für die 12 V-Schiene hochrechnen lassen, nämlich durch Multiplikation der entsprechenden Kanäle. Im Anschluss an die Messung können die Daten mit einem USB-Stick abgeholt und aufgearbeitet werden. Eine Steuerung der Messung und Bildausgabe über den integrierten RJ45 LAN-Anschluss ist ebenso möglich. Der Elektrotechniker dreht jedoch lieber an Reglern und drückt Knöpfe :).

Messung 1

Zuerst wird die Leistungsaufnahme beim Einschalten aufgezeichnet. Dies ist eine kritische Phase mit einer vergleichsweise sehr hohen Leistungsaufnahme. Beim Hochdrehen der Spindel auf Betriebsdrehzahl kann es zu einem Vielfachen der im Ruhezustand aufgenommenen Leistung kommen.

Leistungsaufnahme Messung 1

Anlauf

Leistung in Watt
Weniger ist besser

Äußerst interessant gestaltete sich die Messung der elektrischen Leistung, welche für den Anlauf der Festplatte notwendig ist. Bereits bei der Toshiba MG08, 16 TB, stellten wir eine verhältnismäßig niedrige Aufnahme fest. Die N300 hat zwar etwas mehr benötigt als die MG08, vergleicht man jedoch die Werte mit anderen Festplatten mit neun Platter wie den 18-TB-Modellen von Seagate oder der Seagate IronWolf Pro 16 TB ST16000NE000 (es handelt sich um das 2019er Modell mit 9 Plattern - aktuell ist die 16 TB IronWolf Pro auch mit weniger Plattern unter derselben Seagate-Nummer erhältlich), ist ein deutlich geringerer Wert gemessen worden.

Wichtig: Wir vermuten, dass die N300 16 TB über neun Platter verfügt. Toshiba hat bereits mit den Festplatten der Größe 14 TB von acht auf neun Platter umgestellt. Ob Toshiba mittlerweile die 16-TB-Modelle mit 2-TB-Plattern ausgestattet hat und somit nur noch acht Platter benötigt wie bei Seagate, wissen wir nicht. Toshiba gibt hierzu keine genauen Informationen, daher gehen wir weiterhin von neun Plattern aus. 

Messung 2

In der zweiten Messung zeichnen wir die elektrische Aufnahme im Ruhezustand auf. Dabei warten wir genau 10 Minuten ab, bevor wir die Messung starten. In dieser Zeit wird das System nicht direkt von uns angesprochen. 10 Minuten haben wir als Wert gewählt, weil Seagate Festplatten mit PowerChoice nach 15 min in den Standby-Modus gehen und wir so noch die laufende Festplatte messen können.

Leistungsaufnahme Messung 2

Leerlauf

Leistung in Watt
Weniger ist besser

Im Idle-Verbrauch liegt die Toshiba N300 16 TB zwar in einem guten Bereich, jedoch verhält es sich hier gegenteilig zur ersten Messung. Die Seagate-Modelle mit 9 Platter sind im Leerlauf sparsamer.

Messung 3

Danach wird eine Messung in Benutzung durchgeführt. Es werden 50 GB an Daten in Form des Windowsimages 1809 in mehrfach kopierter Ausführung am Stück übertragen. Hier wird erst der Cache der Festplatte gefüllt und im Anschluss daran muss die Festplatte die Daten verarbeiten. Dies lässt sich schön beobachten.

Leistungsaufnahme Messung 3

Kopieren

Leistung in Watt
Weniger ist besser

In der dritten Messung liegt die Toshiba N300 nahezu gleichauf. Betrachten wir das gesamte Feld, kann der Toshiba N300 auch hier wieder eine sehr gute Effizienz attestiert werden.

Messung 4

Zum Schluss gibt es noch eine Messung während dem HD-Tune Pro Random Access Read Benchmark. Diese Messung sorgt als standardisierter Test für Vergleichbarkeit bei etwas mehr Leistungsaufnahme.

Leistungsaufnahme Messung 4

Random Access Read

Leistung in Watt
Weniger ist besser

Unter Volllast folgt die N300 mit 16 TB ihrem Vorgänger mit 12 TB und hat nur knapp die 10,00W überschritten und verteidigt weiterhin die Effizienzkrone unter den Helium-Festplatten (ungedrosselt) vor der Seagate IronWolf Pro 18 TB. Sparsamer sind nur die gedrosselten WD Red Modelle in 12 TB und 14 TB. 


Messgerät und Umfeld

Dieser Artikel kommt mit unserer ersten neuen Schallpegelmessung. Das Verfahren kann aus logistischen Gründen zwar nicht in einem schalltoten oder reflektionshemmenden Raum stattfinden, jedoch haben wir einen gleichbleibenden Ort gewählt. Die Festplatten werden nicht entkoppelt gemessen. Dies war zwar bei der Befragung im Forum gewünscht worden, jedoch stellte sich das als nicht praktikabel heraus. Gerade Festplatten mit Heliumfüllung sind im Leerlauf so leise, dass wir unter die 30 dB(A) kommen, welche die untere Messbereichsgrenze des Messgeräts darstellen. Messergebnisse bis runter auf 20dB(A) zeigt das Gerät präzise und plausibel als Messwert an, jedoch lassen sich Messwerte auf dem Messprotokoll nur ab 30 dB(A) als Graph anzeigen. Bei den leisesten Festplatten erhalten wir sogar unter Volllast (HD-Tune Random Access Read) ein leeres Diagramm auf dem Protokoll. Das ist zwar für das Auge des Betrachters schade, jedoch freut sich das Ohr über eine extrem leise Festplatte.

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Die Messung

Random Access Read hat sich als ideale Einstellung für die Last-Messung gleich aus mehreren Gründen erwiesen. Zufällige Zugriffe sorgen dafür, dass die Festplatte permanent die Köpfe umpositionieren muss. Dieses Geräusch ist gerade bei Helium-Festplatten mit ruhigem Leerlauf sehr ausgeprägt und stellt bei allen Festplatten das lauteste Geräusch dar. Auch wenn es in der Realität zu eher vereinzelten Zugriffen kommt, können wir so den schlimmsten anzunehmenden Zustand simulieren. Für die lesende Variante haben wir uns entschieden, da wir so CMR- und SMR-Festplatten problemlos messen können, ohne dass uns ein Schreibzwischenspeicher die Messung verkürzt. Natürlich dauern die Messungen je nach Festplattenleistungsfähigkeit unterschiedlich lange, was aber keine große Abweichung in den Messwerten ergibt.

Den Wert für den Leerlauf bestimmen wir jeweils wenige Sekunden vor und nach dem Random-Access-Read-Benchmark und bilden den Mittelwert. Für das RAR Benchmark bestimmten wir zum einen den durchschnittlichen Wert sowie den Spitzenwert. Damit sind sowohl besonders laute Zugriffe abgebildet als auch der generelle Lärmpegel.

Die folgenden Vergleichswerte werden wir im Laufe der Zeit nach und nach erweitern. Aus Zeitgründen konnten wir nicht alle Festplatten, welche in unseren Benchmarks vertreten sind, auch in unseren Schallmessungen berücksichtigen, da die Hersteller die betroffenen Samples zeitnah zurückverlangten.

Schallpegelmessung Leerlauf

dB(A)
weniger ist besser

Im Vergleich mit den bisherigen Vergleichsmessungen bewegt sich die N300 im Mittelfeld. Hier sollte jedoch beachtet werden, dass bisher überwiegend leise Helium-Festplatten gemessen wurden. Der Wert von ca. 21 dB(A) entspricht einer sehr leisen Festplatte.

Schallpegelmessung Last

dB(A)
weniger ist besser

Das Ergebnis der Last-Messung entspricht eher den lauteren Festplatten. Hier ist das Zugriffsgeräusch deutlich hörbar. Auch der durchschnittliche Lärmpegel ist mit über 30 dB(A) als etwas lauter zu werten.


CrystalDiskMark 6.0.2 x64

Read

MB / s
Mehr ist besser

CrystalDiskMark 6.0.2 x64

Write

MB / s
Mehr ist besser

HD-Tune

Sequenziell Lesen

MB/s
Mehr ist besser

HD-Tune

Sequenziell Schreiben

MB/s
Mehr ist besser

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Obwohl die Toshiba N300 in der 16-TB-Variante eine sehr schnelle Festplatte ist, hat sie keine neuen Standards gesetzt. Gerade im HD-Tune Lesen und Schreiben Benchmark hat sie eine Punktlandung hingelegt und ihr Datenblatt bestätigt. Auf einen neuen Rekord müssen wir aber weiter warten.


Mit der N300 16 TB kann Toshiba an den Erfolg des Modells mit 12 TB anknüpfen. Trotz unserer Vermutung, dass hier weiterhin neun Platter zum Einsatz kommen, bleibt die 16-TB-Variante weiterhin sehr sparsam.  Es handelt sich um eine äußerst schnelle Festplatte, welche jedem NAS gut gefallen würde. Auch wenn sie keine besonderen Features aufweist, welche den normalen Funktionsumfang einer NAS-HDD übersteigen, hat sie einen guten Eindruck hinterlassen. 

Die Schallpegelmessung der N300 ergab einen guten Wert beim Leerlaufgeräusch und eher markante Zugriffsgeräusche. Die Gewichtung bei einer NAS-Festplatte liegt aber weniger auf der Geräuschentwicklung, da ein NAS am besten im Keller oder einem extra Raum stehen sollte. So können die Lüfter auf höchster Einstellung laufen und die NAS-Festplatten möglichst kühl, lange und zuverlässig ihre Arbeit verrichten lassen.

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Eine Bewertung des Preises kann an dieser Stelle nicht erfolgen. Zum aktuellen Zeitpunkt Anfang Februar sind nur fünf Angebote gelistet. Dort wird sie für mind. 650 Euro gehandelt, was dem doppelten Preis der aktuell günstigsten 16 TB Festplatte (Seagate Exos X16 16 TB) entspricht. Auch verglichen mit dem Modell ihrer Liga, der IronWolf 16 TB ST16000VN001 (ca. 450 Euro) wirkt der Preis unrealistisch teuer. Hier wirkt vermutlich die aktuelle Lage des von Verfügbarkeitsproblemen geschwächten Hardware-Markts in Verbindung mit Covid-19. Sollte sich die N300 16 TB aber unterhalb der IronWolf 16 TB (welche das IronWolf Health Management bietet) bewegen, kann man hier zugreifen. Zum Vergleich: Der Vorgänger N300 mit 12 TB ist bereits für die Hälfte des Preises verfügbar.

Positive Aspekte der Toshiba N300 16 TB HDWG31G

Negative Aspekte der Toshiba N300 16 TB HDWG31G

Preise und Verfügbarkeit
Toshiba N300 16TB
699,03 Euro Nicht verfügbar Ab 599,00 EUR