Das HGST Deskstar NAS basiert auf der 3.5-Zoll-Deskstar-Konsumentenlaufwerksplattform von HGST mit 7,200 U/min und ist für NAS-Geräte für Privatanwender und kleine Unternehmen gedacht, die normalerweise ohne Festplatte verkauft werden. Während die NAS-Bezeichnung impliziert, dass Zuverlässigkeit und Kapazität Vorrang vor Leistung haben, hat HGST eine Plattform mit 7,200 U/min anstelle der typischen 5,400 U/min für Laufwerke dieser Klasse verwendet und meldet Suchzeiten von weniger als 12 ms in Hersteller-Benchmarks. Die Spindelgeschwindigkeit von 7,200 U/min wird in erster Linie eingesetzt, um die Zeit zu reduzieren, die das Laufwerk aktiv bleiben muss, um E/A-Vorgänge abzuschließen. Dies bietet kleinen NAS-Benutzern möglicherweise eine leistungsfähigere Alternative zu den standardmäßigen 5K-NAS-Laufwerken oder ist viel teurer Festplatten der Enterprise-Klasse.
Das HGST Deskstar NAS basiert auf der 3.5-Zoll-Deskstar-Konsumentenlaufwerksplattform von HGST mit 7,200 U/min und ist für NAS-Geräte für Privatanwender und kleine Unternehmen gedacht, die normalerweise ohne Festplatte verkauft werden. Während die NAS-Bezeichnung impliziert, dass Zuverlässigkeit und Kapazität Vorrang vor Leistung haben, hat HGST eine Plattform mit 7,200 U/min anstelle der typischen 5,400 U/min für Laufwerke dieser Klasse verwendet und meldet Suchzeiten von weniger als 12 ms in Hersteller-Benchmarks. Die Spindelgeschwindigkeit von 7,200 U/min wird in erster Linie eingesetzt, um die Zeit zu reduzieren, die das Laufwerk aktiv bleiben muss, um E/A-Vorgänge abzuschließen. Dies bietet kleinen NAS-Benutzern möglicherweise eine leistungsfähigere Alternative zu den standardmäßigen 5K-NAS-Laufwerken oder ist viel teurer Festplatten der Enterprise-Klasse.
HGST spezifiziert eine Zuverlässigkeit von einer Million Stunden mittlerer Zeit zwischen Ausfällen und bietet eine dreijährige Garantie, vergleichbar mit konkurrierenden NAS-Laufwerken von Seagate und WD. Das Deskstar NAS verfügt über eine unter Consumer-Festplatten ungewöhnliche Funktion: einen Rotationsvibrationssensor. Vibrationssensoren werden am häufigsten für Laufwerke verwendet, die für den Rackeinbau in Umgebungen vorgesehen sind, in denen Vibrationen den Betrieb von Verbraucherlaufwerken beeinträchtigen können. Dies deutet darauf hin, dass HGST hinsichtlich der Anwendungsfälle eine höhere Obergrenze für sein NAS-Laufwerk sieht. Das Deskstar NAS bietet außerdem eine konfigurierbare erweiterte Fehlerbehebungssteuerung zur Feinabstimmung der RAID-Leistung.
Die HGST NAS-Laufwerke sind jetzt mit Kapazitäten von 3 TB und 4 TB zu Straßenpreisen von 140 bzw. 195 US-Dollar erhältlich. Unsere Testgeräte sind 8x 4 TB groß.
Technische Daten der HGST 4 TB Deskstar NAS-Festplatte
- Schnittstelle: SATA 6Gb/s
- Kapazität: 3 TB und 4 TB
- Cache: 64MB
- Drehzahl: 7200 U / min
- Max. Flächendichte (Gbit/Quadratzoll): 446/425
- Kennzahlen
- Medienübertragungsrate (Mbit/s, max): 1638/1536
- Schnittstellenübertragungsrate (MB/s, max): 600
- Zuverlässigkeit: 1 Mio. Stunden MTBF
- Verfügbarkeit: 24×7
- 3-Jahres-Garantie
- Fehlerrate (nicht behebbar, gelesene Bits): 1 in 10e14
- Lade-/Entladezyklen (bei 40° C): 600,000
- Leistungsbedarf: +5 VDC (+/-5 %), +(12 VDC ist +10 %/-8 %)
- Anlaufstrom (A, max.): (1.2 A, max. +5 V, 2 A bei +12 V)
- Leerlauf (W, Durchschnitt): 6.9
- Physische Größe
- Z-Höhe (mm): 26.1
- Abmessungen (Breite x Tiefe, mm): 101.6 (+/-0.25) x 147
- Gewicht (max.): 690g
- Umwelt (Betrieb):
- Umgebungstemperatur: 5 bis 60 Grad Celsius
- Relative Luftfeuchtigkeit (nicht kondensierend): 8 % bis 90 %:
- Schock (Halbsinuswelle, G): 70
- Vibration (G RMS 5 bis 500 Hz): 0.67 (XYZ)
Designen und Bauen
Das HGST Deskstar NAS basiert auf der etablierten Deskstar-Reihe von Consumer-Festplatten und sein Gehäuse weist keine wesentlichen Abweichungen von seinen Geschwisterlaufwerken auf.
Ein genauerer Blick auf die Platine des Deskstar NAS-Controllers zeigt den LSI TNNHV77320, der das Laufwerk mit Strom versorgt.
Hintergrund und Vergleiche testen
HDD-Vergleichswerte für diesen Test:
- Seagate Constellation CS – Enterprise Value-Festplatte (3 TB, 7,200 U/min)
- Seagate ES.3 – Festplatte mit Enterprise-Kapazität (3 TB, 7,200 U/min)
- Seagate NAS-Festplatte (4 TB, 5,900 U/min)
- WD Se (4 TB, 7,200 U/min)
- WD Red NAS (3 TB, 5K-Klasse U/min)
- WD Red-NAS (4 TB, 5K-Klasse U/min)
- HGST Ultrastar 7K4000 (4 TB, 7,200 U/min)
Die Laufwerke wurden auf unserer Unternehmenstestplattform basierend auf einem Benchmarking unterzogen Lenovo ThinkServer RD240. Für synthetische Benchmarks verwenden wir FIO Version 2.0.10 für Linux und Version 2.0.12.2 für Windows. Der ThinkServer RD240 ist konfiguriert mit:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB Cache)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-Bit und CentOS 6.2 64-Bit
- Intel 5500+ ICH10R Chipsatz
- Speicher – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 registrierte RDIMMs
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gbit/s HBA
Wir haben außerdem eine Reihe synthetischer Benchmarks durchgeführt, um die Leistung einer Reihe von HGST Deskstar NAS-Laufwerken zu messen unser Synology DS1813+ Testbed um die Leistung des Laufwerks in einem Mainstream-NAS-Gerät zu messen.
Synthetische Workload-Analyse
Unsere synthetischen Benchmark-Protokolle Jeder beginnt mit der Vorkonditionierung des Zielspeichers in einen stabilen Zustand mit der gleichen Arbeitslast, die zum Testen des Geräts verwendet wird. Der Vorkonditionierungsprozess nutzt eine hohe Last von 16 Threads mit einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread.
Vorkonditionierung und primäre stationäre Tests:
- Durchsatz (Lese- und Schreib-IOPS-Aggregat)
- Durchschnittliche Latenz (Lese- und Schreiblatenz insgesamt gemittelt)
- Maximale Latenz (Spitzen-Lese- oder Schreiblatenz)
- Latenz-Standardabweichung (Lese- und Schreib-Standardabweichung insgesamt gemittelt)
Sobald die Vorkonditionierung abgeschlossen ist, wird jedes verglichene Gerät über mehrere Thread-/Warteschlangentiefenprofile hinweg getestet, um die Leistung bei leichter und starker Nutzung zu zeigen. Unsere synthetische Workload-Analyse für das HGST Deskstar NAS verwendet 4K-, 8K- und 128K-Profile, die häufig in Herstellerspezifikationen und Benchmarks verwendet werden.
- 4k-Profil
- 100 % gelesen
- 100 % schreiben
- 8k-Profil
- 70 % lesen, 30 % schreiben
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 128k-Profil
- 100 % gelesen
- 100 % schreiben
Um die Benchmark-Ergebnisse des Deskstar NAS mit früheren StorageReview NAS-HDD-Benchmarks zu vergleichen, verwenden wir außerdem zwei synthetische Workload-Profile, die Dateiserver- und Webserver-Umgebungen simulieren sollen.
- Fileserver-Profil
- 80 % lesen, 20 % schreiben
- 10 % 512b, 5 % 1, 5 % 2, 60 % 4, 2 % 8, 4 % 16, 4 % 32, 10 % 64
- Webserver-Profil
- 100 % gelesen
- 22 % 512b, 15 % 1, 8 % 2, 23 % 4, 15 % 8, 2 % 16, 6 % 32, 7 % 64, 1 % 128, 1 % 512
Individuelle Leistungsbenchmarks für Laufwerke
In unserem Benchmark zum 4K-Übertragungsdurchsatz schnitt das HGST Deskstar NAS gut ab und belegte mit einem Lesedurchsatz von 115 IOPS und einem Schreibdurchsatz von 160 IOPS in einem toten Rennen den zweiten Platz vor dem Seagate Constellation CS.
Bei der Darstellung der durchschnittlichen Latenzergebnisse für das 4K-Profil liegt das Deskstar NAS erneut auf dem zweiten Platz hinter dem WD Se.
Auch das HGST Deskstar NAS begrenzte seine Latenzspitzen während des 4K-Profils auf einen zweiten Platz.
Die Darstellung der Standardabweichung der 4K-Latenzergebnisse zeigt, dass das Deskstar NAS bei 4K-Übertragungen eine konsistente Latenzleistung erbringt, obwohl seine Ergebnisse insgesamt nicht so konsistent sind wie die des WD Se.
Das HGST Deskstar NAS 4 TB schnitt im 8K-Benchmark gut ab und hielt über alle verwendeten Thread-Anzahlen und Warteschlangentiefen hinweg mit der WD Se mit.
Die Ergebnisse der durchschnittlichen 8K-70/30-Latenz für das Deskstar NAS werden, wie auch für seine vergleichbaren Laufwerke in diesem Benchmark, eher durch die minimale Latenz des Prüfstands als durch Leistungsunterschiede zwischen den Laufwerken eingeschränkt.
Die grafische Darstellung der während des 8K-Benchmarks gemessenen maximalen Latenzen zeigt keine Überraschungen für den HGST Deskstar, der seine maximalen Latenzen durchgehend am oder nahe dem unteren Ende der Vergleichswerte hielt.
Berechnungen der Standardabweichung bestätigen die konsistente Latenzleistung des Deskstar NAS bei synthetischen 8K-70/30-Workloads.
Wie das 4K-Profil zeichnet der 128K-Benchmark für sequentielle Übertragungen 100 % Lesevorgänge neben 100 % Schreibvorgängen auf. Das HGST Deskstar NAS 4TB erreicht ein respektables Ergebnis von 166,231 Lese-IOPS und 166,737 Schreib-IOPS.
Die synthetische Dateiserver-Arbeitslast verwendet Kombinationen von Übertragungen, die die E/A-Aktivitäten des Dateiserverspeichers im stabilen Zustand simulieren sollen. Das HGST Deskstar NAS bietet im gesamten Dateiserverprofil eine zweitklassige Durchsatzleistung gegenüber dem WD Se.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse des HGST Deskstar NAS gehören auch beim synthetischen Dateiserver-Benchmark zu den besten seiner Klasse und erreichen einen Spitzenwert von 2,285 ms bei 16 Threads und einer Warteschlangentiefe von 16.
Das Deskstar NAS behielt maximale Latenzen innerhalb der besten drei über alle Variationen in Bezug auf Thread-Anzahl und Warteschlangentiefe bei.
In unserem Vergleich der Standardabweichung der Latenzergebnisse während des synthetischen Dateiserver-Benchmarks weist das HGST Deskstar NAS die zweitbeständigsten Latenzen auf, direkt hinter dem WD Se.
Das synthetische Webserverprofil verwendet 100 % Lesevorgänge mit verschiedenen Übertragungsgrößen. Das Deskstar NAS belegt mit 114 IOPS am oberen Ende unserer Webserver-Arbeitslast den zweiten Platz bei der Gesamtdurchsatzleistung, knapp hinter dem Constellation CS, das mit 113 IOPS die Spitze erreichte.
Das Diagramm der durchschnittlichen Latenz für unser synthetisches Webserverprofil setzt das Muster der starken zweiten und dritten Plätze für das HGST Deskstar NAS fort.
Das Deskstar NAS verzeichnete im gesamten Arbeitslastbereich, den wir ihm während des Webserverprofils präsentierten, keine nennenswerten Latenzspitzen.
Die Ergebnisse der Standardabweichung spiegeln auch eine konsistente Latenzleistung des HGST Deskstar NAS während des synthetischen Webserver-Benchmarks wider.
Array-Leistungs-Benchmarks
Um die HGST Deskstar NAS-Festplatte in einer Betriebsumgebung zu testen, die für die Art und Weise, wie das Laufwerk eingesetzt werden soll, typisch ist, haben wir eine Reihe synthetischer Benchmarks einer Reihe von Deskstar NAS-Laufwerken durchgeführt unser Synology DS1813+ NAS-Testbed. Zuerst untersuchen wir die Leistung eines Arrays von Deskstar NAS-Laufwerken beim Zugriff über das CIFS-Protokoll und konfigurieren dann das Array während einer zweiten Runde synthetischer Array-Benchmarks für den iSCSI-Zugriff neu.
Während unseres 4K-CIFS-Benchmarks lag die Leistung des Deskstar NAS im Vergleich zu den 7K-HDDs im Mittelfeld, lag aber mit 5 IOPS bei Lesevorgängen und einem letzten Platz von 534 IOPS bei Schreibvorgängen an der Spitze der 893K-HDDs.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse während des 4K-CIFS-Benchmarks platzieren das HGST Deskstar NAS erneut im Mittelfeld bei Lesevorgängen und auf dem letzten Platz bei Schreibvorgängen.
Durch die Messung der größten Latenzspitzen während des 4K-CIFS-Benchmarks liegt das Deskstar NAS weiterhin im Mittelfeld der Vergleichswerte für maximale Leselatenz und an der Spitze der Skala für maximale Schreiblatenz.
Die Ergebnisse der Standardabweichung unterstreichen erneut die 4K-CIFS-Latenzprobleme für das Deskstar NAS.
Beim Wechsel zu einem Profil mit sequentiellen 8K-Übertragungen war das Deskstar NAS mit einem Durchsatz von 33,582 IOPS für 100 % Lesevorgänge und 22,921 IOPS für Schreibvorgänge deutlich wettbewerbsfähiger.
Das HGST Deskstar NAS behielt während unseres 8k 70/30 CIFS-Benchmarks eine konstante Leistung bei.
Da das Netzwerk und das Speicher-Array die durchschnittliche Grundlatenz während des 8k 70/30 CIFS-Profils ausmachen, gab es kaum Unterschiede zwischen den Mitgliedern der aktuellen Generation von NAS-Festplatten und Enterprise-Massenspeicherfestplatten.
Die Ergebnisse der maximalen Latenz während des 8k 70/30 CIFS-Benchmarks verraten mehr über Leistungsunterschiede zwischen den Vergleichswerten als die durchschnittlichen Latenzen. Das HGST Deskstar NAS hat in diesem Profil unabhängig von der Thread-Anzahl Probleme mit einer Warteschlangentiefe von 8, das Ausmaß des Problems ist jedoch relativ gering.
Berechnungen der Standardabweichung für den 8k 70/30 CIFS-Benchmark zeigen, dass das Deskstar NAS zu den beständigsten Latenzergebnissen seiner Klasse zählt.
Das endgültige CIFS-Profil verwendet 128 Übertragungen mit 100 % Lese- und 100 % Schreibvorgängen. Das HGST Deskstar NAS erreichte Lesegeschwindigkeiten von 329,962 KB/s und Schreibgeschwindigkeiten von 245,706 KB/s. Beide Werte sind konkurrenzfähig, unterscheiden sich jedoch nicht von vergleichbaren Laufwerken.
Durch die Umstellung unserer Synology DS1813+ auf das iSCSI-Protokoll erreichte das HGST Deskstar NAS 2,078 Lese-IOPS und 986 Schreib-IOPS bei 4K-Übertragungen. Beide Ergebnisse platzieren das Deskstar NAS im Mittelfeld vergleichbarer 7K-Laufwerke, aber vor den 5K-NAS-Produkten.
Durchschnittliche Latenzberechnungen während des 4K-iSCSI-Benchmarks zeigen, dass das Deskstar NAS bei Lesevorgängen 128.16 ms und bei Schreibvorgängen 259.91 ms beträgt und damit erneut im Mittelfeld liegt.
Mit den maximal aufgezeichneten Latenzwerten während des 4K-iSCSI-Benchmarks belegt die Deskstar NAS-Festplatte mit 3 ms für Lesevorgänge und 1,074.5 ms für Schreibvorgänge den zweiten Platz hinter der Seagate ES.1,962.3.
Die Ergebnisse der Standardabweichung zeigen, dass das Deskstar NAS bei 4K-iSCSI-Lesevorgängen sehr konstante Latenzen aufwies, die nach dem Seagate ES.3 an zweiter Stelle standen.
In unserem iSCSI-Durchsatz-Benchmark des Deskstar NAS mit 100 % Lese- und Schreibvorgängen und einer 8K-Workload erreichte das Deskstar NAS nur 7,220 IOPS beim Lesen und 8,860 IOPS beim Schreiben.
Mit einem gemischten Profil von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen mit 8K-Übertragungen über eine Reihe von Thread- und Warteschlangenkombinationen hinweg übertraf das Deskstar NAS die Vergleichswerte für SMB-NAS-Laufwerke, blieb jedoch am unteren Ende der Vergleichswerte für Unternehmen mit hoher Kapazität.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse für das 8k 70/30 iSCSI-Profil zeigen keine Problemstellen für das Deskstar NAS.
Während der WD Se beim 8k 70/30 iSCSI-Profil die besten maximalen Latenzergebnisse seiner Klasse erzielen konnte, belegte das aus Deskstar NAS-Laufwerken bestehende Array insgesamt den zweiten Platz.
Eine grafische Darstellung der 8k 70/30 iSCSI-Latenz-Standardabweichungsergebnisse bestätigt, dass beim HGST Deskstar NAS keine Latenzprobleme aufgetreten sind, die in unseren anderen Visualisierungen der 8k 70/30 iSCSI-Testergebnisse maskiert wurden.
Unser endgültiger synthetischer iSCSI-Benchmark verwendet 128 Übertragungen. Unter den Vergleichsgeräten hatte das Deskstar NAS mit 128 KB/s eine nicht optimale Leistung für 139,156 Lesevorgänge. Der Schreibdurchsatz lag mit 112,244 KB/s näher am Durchschnitt der Vergleichsgeräte.
Fazit
Das neue HGST Deskstar NAS repräsentiert die technischen Anstrengungen eines führenden Herstellers auf der Grundlage einer bewährten Hardwareplattform. Die Bemühungen von HGST im NAS-Bereich sind ziemlich einzigartig, da sie 7K im Vergleich zu 5K bei den anderen Anbietern bieten. Das Laufwerk verfügt außerdem über einen Vibrationssensor, der in diesem Bereich ebenfalls neu ist und es dem Laufwerk ermöglicht, in Rack-Montageanwendungen eingesetzt zu werden, wo dies bei den anderen nicht der Fall ist. Trotz der Deskstar-Kategorisierung durch HGST handelt es sich bei dem NAS-Laufwerk wohl eher um ein leichtes Enterprise-Laufwerk, obwohl es mit der angegebenen MTBF und der kürzeren Garantie keine Enterprise-Auszeichnung verdient. Interessant ist auch, dass HGST das NAS-Laufwerk ohne große Fanfare oder Details auf den Markt gebracht hat. Bei dienstspezifischen Laufwerken liegt HGST definitiv hinter der Kurve zurück. Vielleicht ist die Iteration ihrer NAS-Laufwerke durch die höhere Spezifikation differenziert, um sich von Seagate und ihren Pendants bei WD abzuheben.
Im Vergleich zu bestehenden NAS-HDD-Angeboten, die bisher 5 U/min hatten, schnitt das HGST Deskstar NAS recht gut ab, wenn es um den Mehrbenutzerzugriff ging, wie unsere zufälligen Workload-Profile zeigen. In vielen Fällen lag es im mittleren oder unteren Bereich der Enterprise-Klasse, was angesichts der deutlich höheren Kosten pro Laufwerk recht gut ist. Wir haben festgestellt, dass bei sequentiellen Arbeitslasten, insbesondere bei iSCSI, die Geschwindigkeit im Vergleich zu anderen 5K- und 7K-Vergleichsgeräten zurückging. Dies war bei CIFS-Tests nicht der Fall, wo es sowohl bei 8K- als auch bei 128K-Übertragungen im Allgemeinen nahe der Spitzenklasse abschnitt. Insgesamt bot die HGST NAS-Festplatte eine sehr starke Leistung und blieb hinter den Enterprise-Festplattenangeboten zurück, allerdings zu einem verbraucherfreundlicheren Preis.
Vorteile
- Der Vibrationssensor verbessert die Eignung für Rack-Anwendungen, die andere NAS-spezifische Festplatten beeinträchtigen können
- Hervorragende Direktzugriffsleistung im Vergleich zu 5K-NAS-Festplatten
- Starke CIFS-Sequenzleistung
Nachteile
- Schlechte sequentielle iSCSI 8k- und 128k-Leistung
Fazit
Das HGST Deskstar NAS übertrifft andere NAS-spezifische Festplattenangebote für den NAS-Markt unter 8 Einschüben bei weitem. HGST hat das Laufwerk außerdem mit einigen besonderen Merkmalen ausgestattet, wie etwa einem Vibrationssensor, der für einige Kunden für den Einsatz in Rack-Montageszenarien wichtig sein wird, von denen andere NAS-Festplatten ausgeschlossen sind.
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