Die Ultrastar-Heliumplattform (He6)-Festplattenfamilie ist HGSTs jüngster Versuch, Unternehmen, die mit steigenden Datenmengen konfrontiert sind, den nächsten Kapazitätsschritt zu ermöglichen. Die Helium-Laufwerke werden mit einer einzigen Kapazität von 6 TB angeboten, was eine Steigerung von 50 % gegenüber den derzeit führenden Angeboten mit 4 TB Kapazität darstellt, und sie sind entweder mit einer SATA- oder SAS-6-Gbit/s-Schnittstelle erhältlich. Die Laufwerke bieten eine Spindelgeschwindigkeit von 7,200 U/min, einen Festplattenpuffer von 64 MB und einen kontinuierlichen Laufwerksdurchsatz von 177 MB/s. Der spaßige Teil der Technologie ist jedoch natürlich die Tatsache, dass es sich um einen abgedichteten Antrieb mit Helium im Inneren handelt, um die Reibung zu verringern. HGST nennt diese Technologie HelioSeal, wodurch die durch die Festplatten und Köpfe verursachten Luftstörungen wesentlich reduziert werden und es möglich ist, mehr Platten im standardmäßigen 3.5-Zoll-Festplattenformfaktor unterzubringen. Die Reduzierung der Reibung bedeutet auch, dass weniger Leistung benötigt wird, 23 % weniger im Leerlauf nach den Messungen von HGST, was auch zu Vorteilen bei den Betriebskosten führt. HGST verwendet sieben Platten, im Vergleich zu vier oder fünf bei den meisten heutigen 7-TB-Laufwerken, um die 4-TB-Kapazität im Helium anzutreiben. Interessanterweise deutet dies darauf hin, dass es für die Plattform mit dichteren Platten mehr Kapazitätspotenzial gibt, was Helium möglicherweise zu einer sehr überzeugenden Brücke zu den Mainstream-Festplatten der nächsten Generation macht, die die HAMR-Technologie (SMR hat begrenzte Anwendungsfälle) nutzen werden, um die Dichte und Laufwerkskapazität zu erhöhen .
Die Ultrastar-Heliumplattform (He6)-Festplattenfamilie ist HGSTs jüngster Versuch, Unternehmen, die mit steigenden Datenmengen konfrontiert sind, den nächsten Kapazitätsschritt zu ermöglichen. Die Helium-Laufwerke werden mit einer einzigen Kapazität von 6 TB angeboten, was eine Steigerung von 50 % gegenüber den derzeit führenden Angeboten mit 4 TB Kapazität darstellt, und sie sind entweder mit einer SATA- oder SAS-6-Gbit/s-Schnittstelle erhältlich. Die Laufwerke bieten eine Spindelgeschwindigkeit von 7,200 U/min, einen Festplattenpuffer von 64 MB und einen kontinuierlichen Laufwerksdurchsatz von 177 MB/s. Der spaßige Teil der Technologie ist jedoch natürlich die Tatsache, dass es sich um einen abgedichteten Antrieb mit Helium im Inneren handelt, um die Reibung zu verringern. HGST nennt diese Technologie HelioSeal, wodurch die durch die Festplatten und Köpfe verursachten Luftstörungen wesentlich reduziert werden und es möglich ist, mehr Platten im standardmäßigen 3.5-Zoll-Festplattenformfaktor unterzubringen. Die Reduzierung der Reibung bedeutet auch, dass weniger Leistung benötigt wird, 23 % weniger im Leerlauf nach den Messungen von HGST, was auch zu Vorteilen bei den Betriebskosten führt. HGST verwendet sieben Platten, im Vergleich zu vier oder fünf bei den meisten heutigen 7-TB-Laufwerken, um die 4-TB-Kapazität im Helium anzutreiben. Interessanterweise deutet dies darauf hin, dass es für die Plattform mit dichteren Platten mehr Kapazitätspotenzial gibt, was Helium möglicherweise zu einer sehr überzeugenden Brücke zu den Mainstream-Festplatten der nächsten Generation macht, die die HAMR-Technologie (SMR hat begrenzte Anwendungsfälle) nutzen werden, um die Dichte und Laufwerkskapazität zu erhöhen .
Für Unternehmen, die ihre aktuellen Systeme nur langsam aktualisieren, sind die Auswirkungen von 6 TB viel bedeutsamer. Ältere Speicher-Arrays nutzen häufig 2-TB- oder 3-TB-Festplatten, was bedeutet, dass diese Unternehmen bei den Helium-Laufwerken von einer Verbesserung der Speicherdichte um das Zwei- oder Dreifache bei gleicher Rack-U-Anzahl sprechen könnten. Dies ist natürlich nicht nur ein Vorteil von HGST, auch die anderen Anbieter bringen Festplatten mit höherer Kapazität auf den Markt. HGST ist nur der erste, der 2-TB-Festplatten in großen Mengen ausliefert. Allerdings bringt jeder Dichtesprung beträchtliche finanzielle Vorteile mit sich, wenn man ihn pro TB bewertet. Der Stromverbrauch pro TB verbessert sich dramatisch, und auch das Gewicht im Rechenzentrum (wichtig für Doppelböden) pro TB verbessert sich aufgrund der Kapazitätssteigerung, aber auch die Helium-Laufwerke sind 3 g leichter als Laufwerke mit fünf Plattentellern.
Die große Frage aus Sicht von HGST ist jedoch, wie schnell Mainstream-Speicheranbieter die Helium-Laufwerke qualifizieren und übernehmen werden. Man geht davon aus, dass Anbieter und Unternehmensanwender aufgrund der neuen Technologie möglicherweise nur ungern versiegelte Laufwerke einführen, insbesondere wenn man bedenkt, dass alle anderen Festplattenanbieter traditionelle Wege (nicht versiegelte Laufwerke) zu 5-TB- und 6-TB-Festplatten einschlagen. Es gibt auch das „Single-Source“-Argument, das in letzter Zeit weniger stichhaltig zu sein scheint, da sich HDD-Anbieter auf neue und aufregende Weise voneinander lösen, auch bei Helium. Diese Probleme werden alle in den Bereichen, in denen Helium eine große Rolle spielt, einigermaßen gemildert. Für diejenigen, die ihr eigenes Storage betreiben oder in einer Hyperscale-/Webscale-Umgebung arbeiten, gelten etwas andere Regeln für die Speicherbereitstellung. Helium ist jetzt da und einsatzbereit, und alle oben aufgeführten Dichte- und Leistungsvorteile bedeuten mehr als die milderen Einwände, die die Mainstream-Array-Anbieter haben werden. HGST bietet außerdem eine Standardgarantie von fünf Jahren und eine MTBF-Spezifikation von 2,000,000 Stunden für die Laufwerke, was in der Branche Spitzenwerte darstellt.
Die 6-TB-Helium-Festplatten sind jetzt sowohl mit SAS- als auch mit SATA-Schnittstellen erhältlich. Unsere Testexemplare umfassen zwei Exemplare jedes Modells.
HGST Helium HDD-Spezifikationen
- Modell
- SAS: HUS726060ALS640 / 0F18370, HUS726060ALS641 / 0F20577
- SATA: HUS726060ALA640 / 0F18335, HUS726060ALA641 / 0F20572
- Schnittstelle: SAS 6 Gbit/s, SATA 6 Gbit/s
- Kapazität (GB): 6 TB
- Sektorgröße (variabel, Bytes/Sektor): 512/520/528 (SAS), 512n (SATA)
- Maximale Flächendichte (Gbit/Quadratzoll): 544
- Formfaktor: 3.5-Zoll-Festplatte
- Eigenschaften:
- Datenpuffer (MB): 64
- Drehzahl (U/min): 7200
- Schnittstellenübertragungsrate (MB/s, max.): 600
- Dauerhafte Übertragungsrate (MB/s, typ.): 177
- Suchzeit (Lesen, ms, typisch): 8.5
- Zuverlässigkeit:
- Fehlerrate (nicht behebbar, gelesene Bits): 1 in 10^15
- MTBF (M Stunden): 2.0
- Lade-/Entladezyklen: 600,000
- Verfügbarkeit (Std./Tag x Tage/Woche): 24×7
- Zuverlässigkeit – Garantie (Jahre): 5
- Leerlauf (Bels): 2.0
- Power
- Anforderung: +5 VDC (+/-5 %), +12 VDC (+/-5 %)
- Anlaufstrom (A, max): 1.2 (+5 V), 2.0 (+12 V)
- Lesen/Schreiben (W, Durchschnitt): 8.8 (SAS)7.3 (SATA)
- Aktiver Leerlauf (W, Durchschnitt): 5.7 (SAS), 5.3 (SATA)
- Entladen im Leerlauf (W): 4.1 (SAS), 3.7 (SATA)
- Physische Größe
- Z-Höhe (mm): 26.1
- Abmessungen (Breite x Tiefe, mm): 101.6(+/-0.25)x147
- Gewicht (g, max): 640
- Umwelt (Betrieb)
- Umgebungstemperatur: 5 °C bis 60 °C
- Schock (Halbsinuswelle): 70
- Vibration (5 bis 500 Hz): 0.67 (XYZ)
- Umwelt (nicht in Betrieb)
- Umgebungstemperatur: -40 °C bis 70 °C
- Schock (Halbsinuswelle): 300
- Vibration (5 bis 500 Hz): 1.04 (XYZ)
Designen und Bauen
Wie oben erwähnt, verwendet HGST das einzigartige HelioSeal-Verfahren, wodurch die Ultrastar He6 die erste hermetisch versiegelte, mit Helium gefüllte Festplatte der Branche ist, die kostengünstig in großen Mengen hergestellt werden kann. Darüber hinaus ermöglicht die Helium-Konstruktion, dass das neue 7Stac-Festplattendesign von HGST eine Kapazität von 6 TB erreicht, wodurch die branchenweit kapazitätsstärkste Festplatte mit den besten Gesamtbetriebskosten ihrer Klasse für Cloud-Speicher sowie umfangreiche Scale-out-Umgebungen, Disk-to-Disk-Backup usw. entsteht replizierte oder RAID-Umgebungen. Auf der Vorderseite der Laufwerke befindet sich ein Aufkleber mit grundlegenden Informationen zum Laufwerk, einschließlich Produktname, Kapazität und HGST-Logo.
Da es sich bei Helium um eine versiegelte Antriebstechnologie handelt, ist die Verpackung des Laufwerks unterschiedlich. Während es sich bei den meisten Festplatten um Komponenten handelt, die in einem verschraubten Gehäuse untergebracht sind, müssen die Helium-Laufwerke miteinander verschmolzen werden, um das Helium abzudichten.
Der He6 ist viel leiser als seine luftgefüllten Brüder, einschließlich des Ultrastar 7K4000, der im Leerlauf 2.9 Bel im Vergleich zu 6 Bel des He2 aufweist. Das Laufwerk ist nicht nur leiser, sondern verbraucht auch wesentlich weniger Strom als das ältere 5K7 mit fünf Plattentellern. In unseren Tests haben wir auf der He4000-Festplatte eine aktive Leerlaufleistung von 5.56 W gemessen, während das ältere Laufwerk 6 W verbrauchte.
Analyse der Anwendungsleistung
HGST war nicht in der Lage, die erforderliche Anzahl an Festplatten bereitzustellen Anwendungsleistungstests. Sollte sich diese Situation in Zukunft ändern, werden diese Ergebnisse hier angehängt.
Hintergrund und Vergleiche testen
SAS-Enterprise-HDD-Vergleichswerte für diesen Test:
- Seagate Constellation ES.3 4 TB
- Seagate Constellation ES.2 3 TB
- Toshiba 4 TB SAS
- Toshiba 3 TB SAS
- Hitachi 7K4000 4 TB SAS
SATA-Enterprise-HDD-Vergleiche für diesen Test:
- Western Digital RE4 4 TB
- Seagate Constellation ES.2 3 TB
- Seagate Constellation CS 3 TB
- Western Digital Se 4 TB
Synthetische Workload-Analyse für Unternehmen
Unser Enterprise-Festplatten-Benchmark-Prozess versetzt jedes Laufwerk in einen stabilen Zustand mit der gleichen Arbeitslast, mit der das Gerät getestet wird, unter einer hohen Last von 16 Threads mit einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread und wird dann in festgelegten Intervallen in mehreren Threads/Warteschlangen getestet Tiefenprofile zur Darstellung der Leistung bei leichter und starker Beanspruchung. Da Festplatten sehr schnell ihr Nennleistungsniveau erreichen, stellen wir bei jedem Test nur die Hauptabschnitte grafisch dar.
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)
Unsere Enterprise Synthetic Workload Analysis umfasst vier Profile, die auf realen Aufgaben basieren. Diese Profile wurden entwickelt, um den Vergleich mit unseren früheren Benchmarks sowie weit verbreiteten Werten wie der maximalen Lese- und Schreibgeschwindigkeit von 4K und 8K 70/30, die häufig für Unternehmenslaufwerke verwendet wird, zu erleichtern.
- 4K
- 100 % Lesen oder 100 % Schreiben
- 100 % 4K
- 8K 70/30
- 70 % lesen, 30 % schreiben
- 100 % 8K
- 128K (sequentiell)
- 100 % Lesen oder 100 % Schreiben
- 100 % 128K
Im ersten unserer Unternehmens-Workloads haben wir eine lange Stichprobe zufälliger 4K-Leistung mit 100 % Schreib- und 100 % Leseaktivität gemessen, um unsere Spitzenergebnisse für nachhaltige zufällige E/A zu erhalten. Die Ultrastar He6 SAS rangierte in der Read-Spalte im Mittelfeld und landete knapp vor der Seagate Constellation (4 TB). Bei der Schreibleistung landete es auf dem letzten Platz.
Bei der SATA-Schnittstelle belegte die Ultrastar He6 bei der Leseleistung den zweiten Platz, landete bei der Schreibleistung jedoch ganz unten im Feld und verdrängte knapp die Seagate Constellation 3 TB auf dem letzten Platz.
Mit einer hohen effektiven Warteschlangentiefe von 256 in unserem zufälligen 4K-Lese- und Schreibtest hat das Ultrastar He6 SAS eine durchschnittliche Lese- und Schreiblatenz von 1,107.73 ms bzw. 1,442.20 ms gemessen.
Das Die Ultrastar He6 SATA-Schnittstelle schnitt mit 1,850.92 ms Lese- und 1,443.61 ms Schreibzeit ganz oben ab. Die WD RE4 4 TB belegte sowohl bei der Lese- als auch bei der Schreibaktivität den ersten Platz.
Beim Vergleich der Spitzenreaktionszeiten der einzelnen SAS-Laufwerke lag das He6-SAS hinsichtlich der Lesegeschwindigkeit im Mittelfeld, belegte jedoch mit deutlichem Abstand den letzten Platz mit der höchsten Schreiblatenz.
In unserer SATA-Reihe haben wir den He6 im oberen Bereich des Pakets hinsichtlich der Spitzenlatenz beim Lesen gemessen, in der Schreibspalte schnitt er jedoch schlecht ab.
Betrachtet man die Latenzkonsistenz mit unserer Standardabweichungsmessung, belegte das He6 SAS den letzten Platz mit der höchsten Messung sowohl bei der Lese- als auch bei der Schreibaktivität.
Die He6-SATA-Schnittstelle schnitt in der Lesespalte deutlich besser ab, obwohl die Standardabweichung beim Schreiben immer noch hoch war.
Im Vergleich zur festen maximalen Arbeitslast von 16 Threads und 16 Warteschlangen, die wir im 100 % 4K-Schreibtest durchgeführt haben, skalieren unsere gemischten Arbeitslastprofile die Leistung über ein breites Spektrum von Thread-/Warteschlangenkombinationen. In diesen Tests decken wir die Arbeitslastintensität von 2 Threads und 2 Warteschlangen bis zu 16 Threads und 16 Warteschlangen ab. Im erweiterten 8K-70/30-Test belegte die He6 den letzten Platz, wenn auch viel besser als die Seagate Constellation 3 TB, die von Anfang an im Grunde eine flache Linie zeigte.
Die He6-SATA-Schnittstelle schnitt deutlich besser ab und belegte mit 168 IOPS bei 16T/16Q den Spitzenplatz.
Bei der Messung der durchschnittlichen Latenz des He6 SAS stellten wir fest, dass die Reaktionszeiten bei 33.65T/2Q bei 2 ms begannen und bei 1266.53T/16Q 16 ms erreichten, ganz oben im Vergleich.
Die SATA-Schnittstelle lieferte bis zum Schluss ein Kopf-an-Kopf-Rennen, wobei die He6-SATA die niedrigste durchschnittliche Latenz von 1516.51 ms bei 16T/16Q erzielte.
Bei unserem 8k 70/30-Workload mit Spitzenlatenz hatte das He6 SAS eine der höheren Reaktionszeiten und erreichte am Ende des Tests 3898.8 ms.
Die SATA-Schnittstelle schnitt mit der niedrigsten Spitzen-ms von 4236.21 deutlich besser ab und schlug die Seagate Constellation 3 TB knapp.
Bei unseren Latenzkonsistenztests zeigte das He6 SAS mit 629.87 ms bei 16T16Q die höchsten Standardabweichungswerte.
Erneut schnitt die SATA-Schnittstellenversion des He6 deutlich besser ab und lag mit 16 ms mit 16T/441.4Q ganz vorne.
Unsere Synthetische Arbeitslast für Unternehmen Der 128K-Test ist ein sequenzieller Test mit großen Blöcken, der die höchste sequenzielle Übertragungsgeschwindigkeit für ein Plattenlaufwerk zeigt. Betrachtet man die 128K-Leistung bei 100 % Schreib- und 100 % Leseaktivität, konnte das He6 SAS mit beeindruckenden Werten von 184,015 KB/s beim Lesen und 183,766 KB/s beim Schreiben aufwarten und belegte in beiden Kategorien den Spitzenplatz.
Die He6-SATA-Schnittstelle schneidet mit beeindruckenden 182,131 KB/s beim Lesen und 182,203 KB/s beim Schreiben ähnlich ab.
Fazit
Die Ultrastar Helium Platform-Festplattenfamilie von HGST – erhältlich mit SATA- oder SAS-6-Gbit/s-Schnittstellen – stellt eine deutliche Steigerung der Kapazität von Festplatten dar und ist ideal für Unternehmen, die mit einem exponentiellen Datenwachstum konfrontiert sind, da sie mit einer massiven Einzelkapazität von 6 TB angeboten werden . Das ist ein kräftiger Zuwachs von 50 % gegenüber den heutigen führenden Angeboten mit 4 TB Kapazität und würde mehr als das Zwei- bis Dreifache der Speicherdichte im gleichen Rack-HE für diejenigen mit Laufwerken mit geringerer Kapazität bedeuten, was es Unternehmen und Betrieben ermöglichen würde, Daten mit viel höherer Dichte zu erstellen Zentren.
Als wir uns die Leistung der Ultrastar Helium Platform-Festplatten ansahen, sahen wir bei allen synthetischen Workloads unserer Unternehmen eine Leistung im Mittelfeld. In unserem sequentiellen 128K-Benchmark erzielte SAS Ultrastar Helium 184 MB/s beim Lesen und 183 MB/s beim Schreiben und landete damit an der Spitze der SAS-Gruppe. Mit der SATA-Version haben wir 182 MB/s Lese- und Schreibgeschwindigkeit gemessen, was hinter der Seagate Constellation CS den zweiten Platz belegt. Insgesamt ist der Direktzugriff als 7K-Modell nicht die Stärke des Laufwerks, auch wenn es gut mit anderen SATA- und SAS-Festplatten mithalten konnte, nur in den meisten Fällen nicht ganz vorne mit dabei war.
Auch wenn es schwierig ist, Ultrastar Helium Platform-Festplatten denjenigen nicht zu empfehlen, die zusätzliche Kapazität benötigen, handelt es sich dennoch um eine neue Technologie ohne Vergleichsbeispiel und es gibt noch keine nachgewiesene Erfolgsbilanz. Einige Unternehmensbenutzer und Array-Anbieter könnten dies daher als etwas riskant empfinden; Allerdings sind die Leistungszahlen in unseren Benchmarks einigermaßen beruhigend und HGST bietet die höchste Garantie- und MTBF-Kombination in der Branche. Der einzige weitere Kritikpunkt ist die Preisgestaltung: Zum Zeitpunkt dieses Testberichts lag der Einzelpreis bei etwa 850 US-Dollar. Die 6-TB-Laufwerke sind zwar mit einem Aufpreis verbunden, obwohl diese Preise sinken dürften, wenn mehr Modelle mit mehr als 4 TB auf den Markt kommen.
Vorteile
- Branchenführende Kapazität
- Starke sequentielle Leistung
- Geringerer Stromverbrauch als herkömmliche 7K-Festplatten mit 4 TB
Nachteile
- Neue Technologie, die noch keine Erfolgsbilanz hat
- Hoher Anfangspreis
Fazit
Die Helium-Festplatten von HGST bieten eine neue Option, wenn es darum geht, mit der schieren Menge an anfallenden Daten umzugehen. Die Helium-Laufwerke haben ein breites Anwendungsspektrum und stehen in puncto Leistung nicht hinter den aktuellen 4-TB-Laufwerken zurück. Kombinieren Sie dies mit einem starken TCO-Argument und die 6 TB Heliums werden ihren Weg in viele Rechenzentren finden.
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