Recenze pevného disku HGST Ultrastar Helium 6TB Enterprise

Řada pevných disků Ultrastar Helium Platform (He ⁶ ) je nejnovějším úsilím společnosti HGST poskytnout další krok v kapacitě pro podniky, které čelí rostoucím objemům dat. Disky Helium jsou nabízeny v jediné kapacitě 6 TB, což nabízí 50% nárůst oproti dnešním předním nabídkám s kapacitou 4 TB, a jsou k dispozici s rozhraním SATA nebo SAS 6 Gb/s. Disky nabízejí rychlost otáčení vřetena 7 200 ot./min, vyrovnávací paměť disku 64 MB a trvalou propustnost disku 177 MB/s. Zajímavou technologickou částí je samozřejmě fakt, že se jedná o uzavřený disk s heliem uvnitř pro snížení tření. HGST tuto technologii nazývá HelioSeal, což v podstatě snižuje rušení způsobené disky a hlavami a umožňuje umístit více ploten do standardního 3.5″ pevného disku. Snížení tření také znamená menší spotřebu energie, podle měření HGST o 23 % méně v klidovém stavu, což se projeví i v čistých nákladech na vlastnictví. HGST používá k pohonu 6TB kapacity v Heliu 7 ploten, oproti čtyřem nebo pěti u většiny dnešních 4TB disků. Zajímavé je, že to naznačuje, že platforma má větší kapacitu s hustšími plotnami, což z Helia činí potenciálně velmi přesvědčivý most k nové generaci běžných pevných disků, které budou využívat technologii HAMR (SMR má omezené využití) ke zvýšení hustoty a kapacity disku.

Pro firmy, které s modernizací stávajících systémů zatím pomalu upgradují, jsou důsledky 6TB mnohem významnější. Starší úložná pole často využívají 2TB nebo 3TB pevné disky, což znamená, že u disků Helium by tyto organizace mohly hovořit o 2x nebo 3x zvýšení hustoty úložiště při stejném počtu U racku. Samozřejmě se nejedná jen o výhodu HGST, i ostatní dodavatelé uvádějí na trh disky s vyšší kapacitou a HGST je jen první, kdo dodává 6TB pevné disky ve velkém. Jakýkoli nárůst hustoty však při posuzování na TB přináší značné finanční zisky. Spotřeba energie na TB se dramaticky zlepšuje a hmotnost v datovém centru (důležité pro zdvojené podlahy) na TB se také zlepšuje díky zvýšení kapacity. Disky Helium jsou však také o 50 g lehčí než pětiplotýnkové disky.

Z pohledu HGST však velkou otázkou je, jak rychle se mainstreamoví dodavatelé úložišť kvalifikují a přijmou disky Helium. Existuje názor, že vzhledem k tomu, že se jedná o novou technologii, dodavatelé a podnikoví uživatelé se mohou zdráhat přijmout uzavřené disky, zejména vzhledem k tomu, že všichni ostatní dodavatelé pevných disků se vydali tradiční cestou (neuzavřené disky) k 5TB a 6TB pevným diskům. Existuje také argument „jednoho zdroje“, který v poslední době zdánlivě nabývá na síle, protože dodavatelé pevných disků se od sebe oddělují novými a vzrušujícími způsoby, včetně helia. Všechny tyto problémy jsou do jisté míry zmírněny v oblastech, kde se helium jeví jako hlavní. Pro ty, kteří si zakládají vlastní úložiště nebo pracují v hyperscale/webscale prostředí, jsou pravidla nasazení úložišť trochu jiná. Helium je tu nyní a je připraveno k použití a všechny výše uvedené výhody hustoty a výkonu znamenají více než mírnější námitky, které budou mít mainstreamoví dodavatelé polí. HGST k diskům také připojuje standardní pětiletou záruku a specifikaci MTBF 2 000 000 hodin, což je v oboru špička.

6TB pevné disky Helium se nyní dodávají s rozhraním SAS i SATA. Naše recenzní vzorky obsahují dva od každého modelu.

Specifikace héliového pevného disku HGST

• Model
  • SAS: HUS726060ALS640 / 0F18370, HUS726060ALS641 / 0F20577
  • SATA: HUS726060ALA640 / 0F18335, HUS726060ALA641 / 0F20572
• Rozhraní: SAS 6 Gb/s, SATA 6 Gb/s
• Kapacita (GB): 6 TB
• Velikost sektoru (proměnná, bajtů/sektor): 512 / 520 / 528 (SAS), 512n (SATA)
• Maximální plošná hustota (Gbit/sq. in): 544
• Tvar: 3.5palcový pevný disk
• Výkon:
  • Datová vyrovnávací paměť (MB): 64
  • Rychlost otáčení (ot./min): 7200
  • Přenosová rychlost rozhraní (MB/s, max.): 600
  • Trvalá přenosová rychlost (MB/s, typ.): 177
  • Doba vyhledávání (čtení, ms, typicky): 8.5
• Spolehlivost:
  • Míra chyb (neobnovitelná, přečtené bity): 1 z 10^15
  • MTBF (milion hodin): 2.0
  • Cykly nakládání/vykládání: 600 000
  • Dostupnost (hodiny/den x dny/týden): 24×7
  • Spolehlivost – Záruka (let): 5
• Volnoběh (Bels): 2.0 
• Výkon
  • Požadavek: +5 V DC (+/-5 %), +12 V DC (+/-5 %)
  • Spouštěcí proud (A, max.): 1.2 (+5V), 2.0 (+12V)
  • Čtení/zápis (průměrně W): 8.8 (SAS), 7.3 (SATA)
  • Aktivní klidový stav (W, průměr): 5.7 (SAS), 5.3 (SATA)
  • Volnoběh při vyložení (W): 4.1 (SAS), 3.7 (SATA)
• Fyzická velikost
  • Výška Z (mm): 26.1
  • Rozměry (šířka x hloubka, mm): 101.6 (+/- 0.25) x 147
  • Hmotnost (g, max.): 640
• Environmentální (provozní)
  • Okolní teplota: 5 °C až 60 °C
  • Ráz (půlsinusová vlna): 70
  • Vibrace (5 až 500 Hz): 0.67 (XYZ)
• Environmentální (mimo provozní)
  • Okolní teplota: -40º až 70ºC
  • Ráz (půlsinusová vlna): 300
  • Vibrace (5 až 500 Hz): 1.04 (XYZ)

Design a budování

Jak jsme již zmínili výše, společnost HGST využívá svůj unikátní proces HelioSeal, díky kterému je Ultrastar He6 prvním hermeticky uzavřeným pevným diskem plněným heliem na trhu, který lze nákladově efektivně vyrábět hromadně. Navíc heliová konstrukce umožňuje novému designu disku 7Stac od HGST dosáhnout kapacity 6 TB, což z něj činí pevný disk s nejvyšší kapacitou v oboru s nejlepšími celkovými náklady na vlastnictví (TCO) ve své třídě pro cloudové úložiště, ale i pro prostředí s masivním horizontálním škálováním, zálohování z disku na disk a replikovaná nebo RAID prostředí. Na přední straně disků je štítek se základními informacemi o disku, včetně názvu produktu, kapacity a loga HGST.

Protože Helium je technologie uzavřených disků, je balení disku odlišné. Zatímco většina pevných disků jsou komponenty sestavené uvnitř pouzdra, které je sešroubováno, disky Helium musí být spojeny svařováním, aby se helium utěsnilo.

He6 je mnohem tišší než jeho vzduchem plněné bratry, včetně Ultrastar 7K4000, který se pyšní hlučností 2.9 belu v klidovém režimu ve srovnání s 2 bely u He6. Kromě toho, že je tišší, disk také spotřebovává podstatně méně energie než starší pětiplotýnkový 7K4000. V našich testech jsme naměřili aktivní spotřebu energie v klidovém režimu 5.56 W u pevného disku He6, zatímco starší disk spotřeboval 7.68 W.

Analýza výkonu aplikací

Společnost HGST nebyla schopna dodat požadovaný počet pevných disků pro testování výkonu aplikací . Pokud se tato situace v budoucnu změní, budou tyto výsledky zde uvedeny.

Testovací pozadí a srovnatelné materiály

Srovnatelné pevné disky SAS Enterprise pro tuto recenzi:

• Seagate Constellation ES.3 4TB
• ​Seagate Constellation ES.2 3TB
• Toshiba 4TB SAS
• Toshiba 3TB SAS
• Hitachi 7K4000 4TB SAS

Srovnatelné pevné disky SATA Enterprise pro tuto recenzi:

• Western Digital RE4 4TB
• Seagate Constellation ES.2 3TB
• Seagate Constellation CS 3TB
• Western Digital SE 4TB

Analýza syntetické pracovní zátěže v podniku

Náš proces testování pevných disků pro podniky předem uvede každý disk do ustáleného stavu se stejnou zátěží, se kterou bude zařízení testováno při vysoké zátěži 16 vláken s nevyřízenou frontou 16 vláken na vlákno, a poté bude testováno v nastavených intervalech v několika profilech hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém a náročném využití. Protože pevné disky dosahují své jmenovité úrovně výkonu velmi rychle, znázorňujeme grafy pouze hlavních částí každého testu.

Předběžné testy a primární testy v ustáleném stavu:

• Propustnost (agregace IOPS pro čtení a zápis)
• Průměrná latence (zprůměrovaná latence čtení a zápisu)
• Maximální latence (špičková latence čtení nebo zápisu)
• Směrodatná odchylka latence (smíšeně zprůměrovaná směrodatná odchylka čtení a zápisu)

Naše analýza syntetické pracovní zátěže pro podniky zahrnuje čtyři profily založené na reálných úlohách. Tyto profily byly vyvinuty pro snazší porovnání s našimi minulými benchmarky a také s široce publikovanými hodnotami, jako je maximální rychlost čtení a zápisu 4K a rychlost 8K 70/30, která se běžně používá pro podnikové disky.

• 4K
  • 100% čtení nebo 100% zápis
  • 100 % 4 tisíc
• 8K 70/30
  • 70 % čtení, 30 % zápis
  • 100 % 8 tisíc
• 128K (sekvenční)
  • 100% čtení nebo 100% zápis
  • 100 % 128 tisíc

V prvním z našich podnikových testů jsme měřili dlouhý vzorek náhodného výkonu 4k se 100% aktivitou zápisu a 100% aktivitou čtení, abychom získali naše maximální trvalé výsledky náhodného I/O. Ultrastar He6 SAS se umístil v kolonce Čtení uprostřed, těsně před Seagate Constellation (4TB). Co se týče výkonu zápisu, skončil poslední.

Pokud jde o rozhraní SATA, Ultrastar He6 se umístil na druhém místě v oblasti výkonu čtení, ale v oblasti výkonu zápisu skončil téměř na konci tabulky a těsně porazil poslední Seagate Constellation 3TB.

S vysokou efektivní hloubkou fronty 256 v našem testu náhodného čtení a zápisu 4K naměřil Ultrastar He6 SAS průměrnou latenci čtení a zápisu 1 107,73 ms, respektive 1 442,20 ms.

Rozhraní Ultrastar He6 SATA si vedlo na špici s časem čtení 1 850,92 ms a zápisu 1 443,61 ms. WD RE4 4TB obsadil pozici jedničky jak v aktivitě čtení, tak v aktivitě zápisu.

Při porovnání maximálních dob odezvy jednotlivých SAS disků se He6 SAS umístil uprostřed, pokud jde o rychlost čtení, ale s výrazným náskokem skončil na posledním místě s nejvyšší latencí zápisu.

V naší řadě SATA jsme naměřili He6 blízko vrcholu latence čtení, nicméně v oblasti zápisu si vedl špatně.

Při pohledu na konzistenci latence s naším měřením směrodatné odchylky se He6 SAS umístil na posledním místě s nejvyšším měřením aktivity čtení i zápisu.

Rozhraní He6 SATA si vedlo mnohem lépe ve sloupci čtení, i když směrodatná odchylka zápisu byla stále vysoká.

Ve srovnání s fixním maximálním zatížením 16 vláken a 16 front, které jsme provedli v testu zápisu 100% 4k, naše profily smíšené zátěže škálují výkon v široké škále kombinací vláken/front. V těchto testech jsme pokrývali intenzitu zátěže od 2 vláken a 2 front až po 16 vláken a 16 front. V rozšířeném testu 8k 70/30 se He6 umístil na spodním místě, i když mnohem výše než Seagate Constellation 3TB, který od začátku v podstatě stagnoval.

Rozhraní He6 SATA si vedlo mnohem lépe a s výkonem 168 IOPS za 16T/16Q se umístilo na prvním místě.

Při měření průměrné latence u He6 SAS jsme zaznamenali doby odezvy začínající na 33.65 ms při 2T/2Q a dosahující 1266.53 ms při 16T/16Q, což je na samém vrcholu.

Rozhraní SATA předvádělo vyrovnaný souboj až do samého konce, přičemž He6 SATA dosáhlo nejnižší průměrné latence 1516.51 ms při 16T/16Q.

V našem testu s maximální latencí 8k a frekvencí 70/30 měl He6 SAS jednu z nejvyšších dob odezvy, která na konci testu dosáhla 3898.8 ms.

Rozhraní SATA si vedlo mnohem lépe s nejnižší špičkovou ms na hodnotě 4236.21, čímž těsně porazilo Seagate Constellation 3TB.

Při zkoumání našich testů konzistence latence dosáhl He6 SAS nejvyšších hodnot směrodatné odchylky s 629.87 ms při 16T16Q.

Verze He6 s rozhraním SATA si opět vedla mnohem lépe a s časem 441.4 ms se umístila na samém vrcholu žebříčku s odečtem 16T/16Q.

Náš test Enterprise Synthetic Workload 128K je sekvenční test s velkými bloky, který ukazuje nejvyšší sekvenční přenosovou rychlost pro diskovou mechaniku s plotnami. Při pohledu na výkon 128K se 100% aktivitou zápisu a 100% aktivitou čtení se disk He6 SAS pyšnil působivými čísly s rychlostí čtení 184 015 kB/s a zápisu 183 766 kB/s, čímž se v obou kategoriích umístil na prvním místě.

Rozhraní He6 SATA si vede v podstatě stejně s působivými 182 131 kB/s pro čtení a 182 203 kB/s pro zápis.

Závěr

Řada pevných disků Ultrastar Helium Platform od společnosti HGST – dostupná s rozhraním SATA nebo SAS 6 Gb/s – představuje významný krok vpřed v kapacitě pevných disků a je ideální pro podniky, které čelí exponenciálnímu růstu dat, protože je nabízena v jednom masivním bodě s kapacitou 6 TB. To je ohromný 50% nárůst oproti dnešním předním nabídkám s kapacitou 4 TB a pro disky s nižší kapacitou by to bylo více než dvojnásobek až trojnásobek hustoty úložiště ve stejném racku U, což by podnikům a firmám umožnilo vytvářet datová centra s mnohem vyšší hustotou.

Při pohledu na výkon pevných disků Ultrastar Helium Platform jsme ve všech našich syntetických úlohách pro podniky zaznamenali průměrný výkon. V našem sekvenčním benchmarku 128K se disk SAS Ultrastar Helium pyšnil rychlostí čtení 184 MB/s a zápisu 183 MB/s, což ho posunulo na vrchol skupiny SAS. U verze SATA jsme naměřili rychlost čtení a zápisu 182 MB/s, což ho umístilo na druhém místě za Seagate Constellation CS. Celkově u 7K modelu není náhodný přístup silnou stránkou disku, i když dobře konkuroval jiným pevným diskům SATA a SAS, jen ve většině případů nepatří mezi nejlepší.

I když je těžké nedoporučit pevné disky Ultrastar Helium Platform těm, kteří potřebují větší kapacitu, stále se jedná o novou technologii bez precedentu pro srovnání a dosud neexistuje žádná prokázaná historie. Někteří podnikoví uživatelé a prodejci polí to mohou v důsledku považovat za trochu riskantní; nicméně výkonnostní čísla v našich benchmarkech jsou poněkud uklidňující a HGST nabízí nejvyšší kombinaci záruky a MTBF v oboru. Jediným dalším kladem je cena, která v době této recenze činí zhruba 850 dolarů za kus. Disky s kapacitou 6 TB jsou sice prémiové, i když s tím, jak se na trhu objevuje více modelů s kapacitou > 4 TB, by se tyto ceny měly snížit.

Klady

• Špičková kapacita v oboru
• Silný sekvenční výkon
• Nižší spotřeba energie než u tradičních 7k 4TB pevných disků

Nevýhody

• Nová technologie, která zatím nemá žádné osvědčené zkušenosti
• Vysoká počáteční cena

Závěrem

Pevné disky HGST Helium nabízejí novou možnost, pokud jde o zvládání obrovského objemu nashromážděných dat. Disky Helium mají širokou škálu použití a z hlediska výkonu nezaostávají za současnými 4TB disky. V kombinaci s dobrým poměrem ceny a výkonu si 6TB disky Helium najdou cestu do mnoha datových center.

Produktová stránka HGST Helium

Diskutujte o této recenzi