Kuriosität Leistungsaufnahme HDD/NAS

[Nilson]

Hallo zusammen,

mir ist heute eine Kuriosität beim Stromverbrauch meines NAS aufgefallen. Nicht wirklich ein Problem, aber auffällig.
In der DS213+ ist eine WD Red mit 3TB verbaut. Zur Zeit messe ich deren Verbrauch als Referenz für einen potentiellen Nachfolger.
Heute ist dabei der S.M.A.R.T. Extended Test durchgelaufen. Aufgrund der Dauer gehe ich davon aus, dass der alle Sektoren ein mal liest.
Dabei ist mir folgender Verbrauch aufgefallen:

Im Verlauf des Tests sinkt der Verbrauch recht linear um gut ein Watt. Nicht viel aber auffällig.
Brauchen Festplatten mehr Energie zum Lesen, je nach dem wo der Lesekopf steht? Z.B. weil am Rand vom Platter mehr Daten pro Umdrehung gelesen werden? Oder woher kommt der Effekt?

Gruß

 

[xxMuahdibxx]

kann auch daher rühren das nicht alle aktuellen Festplatten eine feste Rotationsgeschwindigkeit haben ... gibt einige Modelle die vo 5400 bis 7200 dynamisch drehen.

tritt wohl bei den aktuellen WD Red Modellen nicht auf die werden mit festen Drehzahlen in Geizhals angegeben.
https://www.computerbase.de/preisve..._3000~13811_3000~3772_3.5~957_Western+Digital

 

[Mickey Mouse]

ich würde vermuten, dass obwohl die Köpfe ja "fliegen", sie trotzdem eine gewisse Bremswirkung auf die Scheiben ausüben und außen wegen des längeren Hebels der Motor mehr leisten muss?!?

 

[kieleich]

Heute ist dabei der S.M.A.R.T. Extended Test durchgelaufen. Aufgrund der Dauer gehe ich davon aus, dass der alle Sektoren ein mal liest.

Tut er.

Brauchen Festplatten mehr Energie zum Lesen, je nach dem wo der Lesekopf steht? Z.B. weil am Rand vom Platter mehr Daten pro Umdrehung gelesen werden?

Kann sein.

Die Daten Rate nimmt zum Ende der Festplatte hin, ab. Kann man, in jedem Benchmark, selbst messen.

Höhere Rate höher Verbrauch, selbst wenn, die Daten nicht raus geschickt werden (interne Test Verarbeitung) jeder Sektor hat eine Prüfsumme, die wird gecheckt weil wenn falsch ist es ein Lese Fehler. Das wird schon was verbrauchen, also... ob das nun 1 Watt Unterschied macht, tja. Schwer zu sagen?

ich würde vermuten, dass obwohl die Köpfe ja "fliegen", sie trotzdem eine gewisse Bremswirkung auf die Scheiben ausüben und außen wegen des längeren Hebels der Motor mehr leisten muss?!?

Der höchste Verbrauch entsteht ja wenn die Platte überhaupt erst mal andrehen muss, danach... weiss ich nicht. Wenn du den Strom kappst, dauert es ja auch, eine ganze Weile bis die Sache zum Stehen kommt

Macht das 1 Watt Unterschied? Kann das sein nur wegen der Kopf Position. Kann ich mir schwer vorstellen, aber Festplatten Physik, ist kompliziert. Das ist ja auch ein Magnetfeld nur um den Kopf in Position zu halten, vielleicht braucht das in der Extrem Stellung, innen, auch mehr Saft aber so wirklich, ...

Das wäre jetzt eine fiese Frage, für eine dieser Fernseh Quiz Shows

 

[rg88]

Oder woher kommt der Effekt?

Erstmal wär wichtig: Was wird da denn eigentlich gemessen? Der Verbrauch der Platte oder des ganzen NAS?
Bei zweiterem kann es durchaus an der höheren Datenmenge liegen, die die CPU des NAS bewältigen muss bei den äußeren Bereichen.

 

[Nilson]

gibt einige Modelle die vo 5400 bis 7200 dynamisch drehen.

Ist eine WD30EFRX-68AX9N0 aus 2013, die aktuell 75555 Stunden auf dem Buckel hat

eder Sektor hat eine Prüfsumme, die wird gecheckt weil wenn falsch ist es ein Lese Fehler. Das wird schon was verbrauchen, also... ob das nun 1 Watt Unterschied macht, tja. Schwer zu sagen?

Das kann natürlich auch sein

Was wird da denn eigentlich gemessen?

Verbrauch an der Steckdose. also komplettes NAS inkl. Netzteil, CPU und Festplatte.

 

[0x8100]

Bei zweiterem kann es durchaus an der höheren Datenmenge liegen, die die CPU des NAS bewältigen muss bei den äußeren Bereichen.

ein self-test wird vom gerät selbst durchgeführt, damit hat der host nichts zu tun. schwankungen bei der energieaufnahme können eigentlich nur von der mechanik kommen - der verbrauch der elektronik der platte wird wohl nicht viel anders während des tests sein.

 

[SilenceIsGolden]

Es gab und gibt keine HDDs, die die Drehzahl im Betrieb variieren. Das war vor x Jahren mal ein Übersetzungsfehler aus den Specs. Es ging nur darum, dass verschiedene HDDs einer Serie verschiedene Drehzahlen aufweisen können und da ging es darum dass manche eben mit 5400 oder 5900 rpm laufen.
Insofern fällt diese "Theorie" als Ursache für den schwankenden Stromverbrauch weg.

 

[Christian1297]

Der Lesearm fährt im stromlosen Zustand ja automatisch in die Parkposition. Sollte dies über eine Art Federmechanismus realisiert seien dann könnte für ein größtmögliches Ausschwenken und dem Halten des Lesearm in dieser Position mehr elektrische Energie benötigt werden als für ein geringfügiges Ausschwenken.

 

[0x8100]

Sollte dies über eine Art Federmechanismus

eine hdd arbeitet zwar mechanisch, aber dermassen antik ist die technik auch nicht

 

[xxMuahdibxx]

Es gab und gibt keine HDDs, die die Drehzahl im Betrieb variieren.

Hab mal nachgeschaut geht wohl dann darum
@ WD Red

Die tatsächliche Drehzahl des Spindelmotors beträgt 7.200 U/min bei diesem Modell, doch das ID-Gerät kann 5.400 melden, um die vorherige Leistungsklassenbezeichnung widerzuspiegeln.

https://documents.westerndigital.co...uct-brief-western-digital-wd-red-plus-hdd.pdf

aber WD hat mit der WD Green solche Festplatten mit dem Schlagwort Intellipower rausgebracht
https://www.storage-insider.de/gree...n-digital-sparen-strom-im-datacenter-a-98115/

WD Selbst gibt das im Kleingedruckten an zu den WD Green mit Intellipower

Ein fein abgestimmtes Gleichgewicht von Drehzahl, Transferrate und Cache-Algorithmen liefert sowohl erhebliche Energieeinsparung als auch solide Leistung. Für jedes WD Green-Laufwerkmodell verwendet WD unter Umständen eine andere, unveränderliche Drehzahl.

 

[SilenceIsGolden]

Eben,

...unter Umständen eine andere, unveränderliche Drehzahl.

und das wurde damals mit "variable" beschrieben und da wurde dann hineininterpretiert, dass die Drehzahl eines Laufwerks variabel wäre, was aber nicht stimmt, sondern die Drehzahl konnte innerhalb der Serie zwischen verschiedenen Laufwerken variieren. Deshalb wurde die Beschreibung dann auch präzisiert, um das auszuräumen.

 

[Mickey Mouse]

Der höchste Verbrauch entsteht ja wenn die Platte überhaupt erst mal andrehen muss, danach... weiss ich nicht. Wenn du den Strom kappst, dauert es ja auch, eine ganze Weile bis die Sache zum Stehen kommt

klar, die Scheiben dienen ja "nebenbei" auch als eine Art Schwungscheibe, die das Ganze etwas glättet. Trotzdem könnte ich mir vorstellen, dass man eben "im Mittel" (und Stunden sind ja selbst für eine 5400U/min Platte eine Ewigkeit) nach außen hin mehr Leistung rein pumpen muss.
natürlich kann ich auch völlig falsch liegen und es ist etwas ganz anderes...

 

[rg88]

nach außen hin mehr Leistung rein pumpen muss.

Wie meinst du nach aussen hin? Die Platte dreht sich doch aussen nicht schneller oder langsamer als drinnen

 

[xxMuahdibxx]

@rg88

Die Winkelgeschwindigkeit ist gleich die Geschwindigkeit eines Punktes auf der äusseren Kreisbahn ist schneller als auf einer inneren...

wenn man nun betrachtet das die Schreib/Lese - Köpfe eine gewisse Reibung erzeugen ( sehr Minimal wohl ) könnte man vermuten das diese Reibung natürlich größer ist wenn der Kopf aussen am Plattenrand ist als bei einer inneren Spur.

Ähnlich dem Hand aus dem fahrenden Auto ... 100 km/h vs 130 km/h ... immerhin wird ja die Luft um die Platten durch diese auch zur bewegung angeregt.

Aber der Effekt dürfte sehr gering sein.

 

[Purche]

@rg88

Die Winkelgeschwindigkeit ist gleich die Geschwindigkeit eines Punktes auf der äusseren Kreisbahn ist schneller als auf einer inneren...

wenn man nun betrachtet das die Schreib/Lese - Köpfe eine gewisse Reibung erzeugen ( sehr Minimal wohl ) könnte man vermuten das diese Reibung natürlich größer ist wenn der Kopf aussen am Plattenrand ist als bei einer inneren Spur.

Nein, das dürfte eher vom höheren Datendurchsatz kommen. Die äußeren Spuren der Platte sind länger, deswegen fliegen mehr Daten in derselben Zeit vorbei, als auf den inneren Spuren.

a) kostet das bloße Transportieren von (mehr) Daten schon (mehr) Energie.

und b) haben z.B. einige WD-Platten eine Vorbereitung für Hardware-Verschlüsselung, die auch dann schon greift, bevor überhaupt ein Passwort gesetzt wird. Das heißt, auf solchen Platten wird jeder Schreibzugriff verschlüsselt (und bei jedem Lesezugriff entschlüsselt), damit beim Aktivieren des Passwortschutzes nur noch in einem Sekundenbruchteil der Crypto-Key verschlüsselt werden muss und nicht aufwendig stundenlang alle Inhalte auf der Platte. Und da die Krypto-Hardware für jeden Block eine konstante Stromaufnahme hat und auf äußeren Spuren entsprechend in gleicher Zeit mehr Krypto-Operationen stattfinden, würde man das erst recht sehen.

Mit solcher Analyse des Stromverbrauchs auf noch extremerem Level kann man krasse Dinge tun. Aus aus der Krypto-Analyse kennt man seit Jahren die Effekte, dass man allein durch Blick auf den Stromverbrauch sogar Krypto-Verfahren knacken kann, da Experten am Stromverbrauch über die Zeit erkennen können, welcher Schritt wann gerechnet wurde und ggf. sogar, an welcher Position des Keys ein Bit den Wert 1 oder 0 hat. Siehe z.B. hier:

 

[rg88]

a) kostet das bloße Transportieren von (mehr) Daten schon (mehr) Energie.

und b) haben z.B. einige WD-Platten eine Vorbereitung für Hardware-Verschlüsselung,

Aber es geht doch hier um einen selbsttest wie mir schon erklärt wurde. Was willst du da entschlüsseln oder transportieren?

 

[Purche]

Aber es geht doch hier um einen selbsttest wie mir schon erklärt wurde. Was willst du da entschlüsseln oder transportieren?

Die Platte liest Rohdaten von der Magnetoberfläche in einen internen Cache und prüft die Checksumme (ECC etc.). Auch das sind Algorithmen, die in einem Microcontroller oder einem ASIC gerechnet werden, und die pro KB eine gewisse Leistung benötigen bzw. Stromverbrauch erzeugen. Mehr KB pro Sekunde = mehr Stromverbrauch pro Sekunde...
Ob die Daten aus der Platte rausgegeben werden müssen oder nicht, ist relativ egal.

 

[xxMuahdibxx]

@Purche das mit der Datenmenge hatte ich auch noch im Hinterkopf...mehr Daten die verarbeitet werden also ja auch durch elektrische Impulse dargestellt werden müssen.. auf dem Festplattencontroler oder dem Datenbus brauchen auch mehr Energie.

Die Sache das man darüber decodieren könnte ist natürlich auch krass. Übersteigt aber den Horizont der meisten Nutzer.