Toshiba MG04SCA シリーズのエンタープライズ ハード ドライブは、3.5 インチ フォーム ファクタ、7,200 RPM スピンドル、および最大 5 TB の容量の SAS インターフェイスを利用しています。このドライブは、205 つの 5 TB プラッタを使用する 1 TB 容量で最大 800 MB/秒のスループットが可能です。前世代では 04GB/プラッターを使用していました). MG4SCA は、XNUMXK ネイティブ セクター長で出荷される最初のエンタープライズ ハード ドライブでもありますが、AF モデルも利用可能です。東芝は、ドライブで「永続的書き込みキャッシュ テクノロジ」と呼ばれるものも提供しています。これにより、パフォーマンスとデータの信頼性が向上します。
パーシステント・ライト・キャッシュ（PWC）とは、書き込みキャッシュ内のデータがメディアに完全に書き込まれていない場合、突然の電源喪失時にもデータが「保持」されることを意味します。これは、エミュレートされた512（512e）セクターをサポートするアドバンスト・フォーマット・ドライブにとって非常に有用です。アライメントされていない書き込みが発生すると、「読み取り-変更-書き込み」操作が発生する可能性があり、変更されたセクターをストレージメディアに書き込むためにディスクを余分に回転させる必要があります。そのため、電源サージや電源喪失が発生すると、スピンドルモーターの逆起電力エネルギーが書き込みデータ損失保護回路に電力を供給し、RMWデータをNVメモリに転送する電力も供給します。電源が復旧すると、RMWデータはNVメモリから書き込みキャッシュに復元され、RMW操作が完了します。この機能により、ホストが転送した書き込みデータとドライブがストレージメディアにコミットした書き込みデータの間の不整合を抑制することができます。MG04SCAシリーズのパフォーマンスへの影響としては、PWC機能は、ライトキャッシュを無効にして動作させた場合に、ランダム書き込みIOPSパフォーマンスを向上させます。
Toshiba MG04SCA は 2TB、3TB、4TB、5TB の容量があり、5 年間の限定保証が付いています。このレビューでは、16TB の 5 倍の容量について検討します。
東芝 MG04SCAシリーズの仕様
- ドライブ容量: 2TB、3TB、4TB、5TB
- ドライブインターフェイス: SAS-2.0 (1.5 Gb/秒、3.0 Gb/秒、6.0 Gb/秒)
- 論理ブロック (LBA):
- MG04SCAxxxA/AY: 4,096/4,160/4,224B
- MG04SCAxxxE/EY: 512/520/528B (エミュレーション)
- パフォーマンス
- 平均シーク時間 (読み取り): 8.5 ミリ秒
- 平均シーク時間 (書き込み): 9.5 ミリ秒
- 回転速度：7,200 RPM
- 平均レイテンシ: 4.17 ミリ秒
- 持続転送速度 (最大):
- 175 MiB/秒 (2TB)
- 185 MiB/秒 (3TB)
- 185 MiB/秒 (4TB)
- 205 MiB/秒 (5TB)
- バッファサイズ: 64MiB FIFOリングバッファ
- 電源要件
- 電圧: +5V ± 5%、+12V ± 5%
- 読み取り/書き込み電力: 11.3 ワット
- 低電力アイドル時: 6.2 ワット
- 物理的なサイズ
- 寸法 (W)x(D)x(H): 101.6 mm x 147 mm x 26.1 mm
- 重量: 720 g (最大)
- 環境
- 温度 – 動作時: 5° ～ 55°C
- 温度 – 非動作時: -40° ～ 70°C
- 振動 - 動作時:
- 7.35m/s²｛0.75G｝（5～300Hz）
- 2.45m/s²｛0.25G｝（300～500Hz）
- 振動 – 非動作時: 49 m/s² {5G} (5～500Hz)
- 衝撃 – 動作時: 686 m/s² {70G} (2ms 持続時間)
- 衝撃 – 非動作時: 2,940 m/s² {300G} (2ms 持続時間)
- 音響 (準備完了): 31 dB
- 信頼性の向上
- MTTF: 1,400,000 時間
- ロード/アンロード: 600,000 回
- 動作条件: 24 時間/日、年中無休
- 保証: 限定保証 / 5 年間 (購入日から)
設計と構築
MG04SCA の設計は、東芝の他の製品ラインのエンタープライズ HDD と非常によく似ています。黒色のボディに、基本的なドライブ情報とブランドが記載されたステッカーを備えたステンレス鋼のトップ カバーが付いています。
MG04SCA は、SAS 3.5Gbps インターフェイスに基づく標準 6 インチ ハード ドライブです。東芝 MG04SCA HDD の側面には XNUMX つのネジ穴があり、ドライブを取り付けることができます。
東芝MG04SCA HDDはLSIコントローラーを採用しています。
テストの背景と比較対象
テストでは、16 台の 5TB Toshiba MG04SCA HDD を使用しました。このレビューで比較できるエンタープライズ HDD:
- Seagate コンステレーション ES.3 4TB
- Seagate コンステレーション ES.2 3TB
- 東芝 4TB SAS
- 東芝 3TB SAS
- HGST ウルトラスター He6 6TB
- 日立 7K4000 SAS 4TB
- Seagate Enterprise Capacity v.4 6TB
すべてのエンタープライズ HDD は、テストごとに同じテスト プラットフォームでベンチマークされます。
合成 FIO テストでは、次のように構成された ThinkServer RD240 を使用します。
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66GHz、12MB キャッシュ)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 ビットおよび CentOS 6.2 64 ビット
- インテル 5500+ ICH10R チップセット
- メモリ – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 レジスタード RDIMM
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
アプリケーションテストはそれぞれ固有の環境を使用しており、その詳細は各ベンチマークページに記載されています。16台のドライブをテストする場合、iXsystems Titan 316J JBODが環境に追加され、外部SASケーブルを介して該当するクラスターに接続されました。
アプリケーションのパフォーマンス分析
エンタープライズ市場においては、製品が謳う性能と実際の運用環境での性能には大きな差があります。当社は、ストレージを大規模システムの構成要素として評価することの重要性を理解しており、特に主要なエンタープライズアプリケーションとの連携におけるストレージの応答性を重視しています。そのため、SysBenchによるMySQLのパフォーマンス測定やBenchmark FactoryによるSQL Serverのパフォーマンス測定など、アプリケーションテストを実施しています。
最初のアプリケーション テストは、OLTP アクティビティのパフォーマンスを測定するSysBench を介した Percona MySQL データベース テストです。このテスト構成では、 Lenovo ThinkServer RD630のグループを使用し、データベース環境を単一の SATA、SAS、または PCIe ドライブ、あるいは LSI 9286-8e RAID カードを使用した HDD グループにロードします。このテストでは、2 ～ 32 スレッドの範囲で、平均 TPS (1 秒あたりのトランザクション数)、平均レイテンシ、および平均 99 パーセンタイル レイテンシを測定します。Percona と MariaDB は、データベースの最新リリースで Fusion-io フラッシュ対応アプリケーション API を使用していますが、この比較の目的で、各デバイスを「レガシー」ブロック ストレージ モードでテストします。
04 秒あたりの平均トランザクション数ベンチマークでは、Toshiba MG219.93SCA は出だしが悪く、テスト終了までに 350TPS で最下位になりました。予想通り、ここでのトップパフォーマンスは、ほぼ XNUMXTPS の Seagate Enterprise Capacity SAS でした。
Sysbench MySQL テストで平均レイテンシを測定したところ、同様の結果が得られ、東芝ドライブは 145.49 ミリ秒で最下位近くに達しました。ここでもトップパフォーマーとなったのは、Seagate Capacity SAS でした。
最悪の MySQL レイテンシ シナリオ (99 パーセンタイル レイテンシ) に関しては、今回は東芝 MG04SCA 4K が 416.24T (32 ミリ秒) 下がって最下位になりました。
StorageReviewのMicrosoft SQL Server OLTPテストプロトコルは、トランザクション処理パフォーマンス評議会（TPC）のベンチマークC（TPC-C）の最新ドラフトを採用しています。TPC-Cは、複雑なアプリケーション環境で発生するアクティビティをシミュレートするオンライン・トランザクション処理ベンチマークです。TPC-Cベンチマークは、合成パフォーマンスベンチマークよりも、データベース環境におけるストレージインフラストラクチャのパフォーマンスの強みとボトルネックをより正確に評価できます。今回のテストでは、SQL Serverプロトコルは333GB（1,500スケール）のSQL Serverデータベースを使用し、15,000人の仮想ユーザーの負荷下でのトランザクションパフォーマンスとレイテンシを測定します。
Sysbenchテストの結果と同様に、トランザクション性能の順位もほぼ同じでした。東芝MG04SCAは2,822.8TPSで下から3番目でした。
結果は、SQL 出力の平均レイテンシ ベンチマーク中にミラーリングされました。ここでは、東芝ドライブが 574 ミリ秒で再び最後から XNUMX 位になりました。当然のことながら、Seagate Enterprise Capacity SAS が再び XNUMX 位になりました。
エンタープライズ総合ワークロード分析
当社のエンタープライズ ハード ドライブ ベンチマーク プロセスでは、スレッドごとに 16 の未処理のキューを備えた 16 スレッドの高負荷でデバイスをテストするのと同じワークロードで各ドライブを定常状態に事前条件付けし、その後複数のスレッド/キューで設定された間隔でテストします。深度プロファイルを使用して、軽い使用状況と重い使用状況でのパフォーマンスを示します。ハード ドライブは定格パフォーマンス レベルに非常に早く達するため、各テストの主要なセクションのみをグラフ化します。
一次定常状態テスト:
- スループット (読み取り+書き込み IOPS 合計)
- 平均レイテンシ (読み取りと書き込みのレイテンシを合わせて平均)
- 最大遅延 (ピーク読み取りまたは書き込み遅延)
- レイテンシの標準偏差 (読み取りと書き込みの標準偏差を合わせて平均)
当社のエンタープライズ合成ワークロード分析には、実際のタスクに基づいた 4 つのプロファイルが含まれています。これらのプロファイルは、過去のベンチマークや、最大 8K 読み取りおよび書き込み速度、エンタープライズ ドライブで一般的に使用される 70K 30/XNUMX などの広く公開されている値との比較を容易にするために開発されました。
- 4K
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 4
- 8K 70/30
- 70% 読み取り、30% 書き込み
- 100% 8
- 128K（シーケンシャル）
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 128
最初のエンタープライズ ワークロードでは、4% の書き込みアクティビティと 100% の読み取りアクティビティでランダム 100K パフォーマンスの長いサンプルを測定し、ピーク持続ランダム I/O 結果を取得しました。ここでは、Toshiba MG04SCA が書き込み 271 IOPS と読み取り 277 IOPS という驚異的な結果を記録し、両方のカテゴリで XNUMX 位になりました。
繰り返しますが、平均レイテンシを見た場合、東芝ドライブは読み取り機能と書き込み機能の両方で最速のドライブでした。このベンチマークでは、読み取り 922.48 ミリ秒、書き込み 940.94 ミリ秒しか記録されず、次に優れたドライブは Seagate Enterprise Capacity v.4 でした。
Max Latency の測定値を見ると、Toshiba ドライブはパフォーマンスに少し悪影響を及ぼしており、読み取り 3,903 ミリ秒、書き込み 2,634 ミリ秒で、パックの真ん中に位置しています。
標準偏差ベンチマークでは、東芝 MG04SCA が再びランキングの中間に位置する数値を記録しました (書き込み 304.99 ミリ秒、読み取り 484.15 ミリ秒)。
16% 16K 書き込みテストで実行した固定の 100 スレッド、4 キューの最大ワークロードと比較して、混合ワークロード プロファイルは、幅広いスレッド/キューの組み合わせにわたってパフォーマンスを拡張します。これらのテストでは、ワークロード強度を 2 スレッドと 2 キューから最大 16 スレッドと 16 キューまで広げます。 Toshiba MG04SCA は、拡張 8k 70/30 ベンチマークでテストされたドライブの中で最も優れたドライブの XNUMX つでした。
スループットでは、04T282Q のテスト終了時点で、Toshiba MG16SCA が 16 IOPS で最高のパフォーマンスを発揮しました。 Seagate Constellation 200TB を除き、他のドライブのほとんどは 3 IOPS マークを超えています。
平均遅延ベンチマークでは、東芝 MG04SCA ドライブが 905.23 ミリ秒で再びリーダー ボードのトップとなり、テスト全体を通じて 1000 ミリ秒未満にとどまった唯一のドライブでした。
最大遅延を記録すると、ほとんどのドライブでかなり一貫性のないパフォーマンスが示されました。そうは言っても、東芝 MG04SCA は 16T16Q の差で 3,438.76 位となり、レイテンシーは 3 ミリ秒でした。 Seagate Constellation ES.4 3,286.2TB は、テスト終了までに XNUMX ミリ秒という最速のパフォーマンスを示しました。
東芝製ドライブは、ベンチマークの大部分において標準偏差分析で良好な一貫性を示しました。ただし、16T16Q で大きなスパイクが発生し、比較的高い 522.34 ミリ秒でパックの最下位近くに終わりました。
当社の Enterprise Synthetic Workload 128K テストは、プラッター ドライブの最高のシーケンシャル転送速度を示す大規模なブロック シーケンシャル テストです。 128% 書き込みおよび 100% 読み取りアクティビティの 100K パフォーマンスを見ると、東芝 MG04SCA は読み取りおよび書き込み機能の両方で非常に優れたパフォーマンスを示し、両方の列で 214,155 位にランクされました (それぞれ 214,685KB/s と 4KB/s)。これは、読み取り 6KB/秒、書き込み 221,683KB/秒のスコアを記録した Seagate Enterprise Capacity v.221,729 XNUMXTB のすぐ後ろにありました。
結論
Toshiba MG04SCA は、最大 3.5TB の容量ポイントを備えた、ミッドラインおよびニアラインのビジネスクリティカルなワークロードなどのユースケース向けに設計された 5 インチのエンタープライズ HDD です。 MG04SCA は、4K ネイティブ セクター長を備えた初のエンタープライズ ハード ドライブでもあり、ユース ケースを広げるための AF バージョンも備えています。東芝は、永続書き込みキャッシュや、必要なときにドライブを素早く消去できる「即時」暗号消去 (SIE) などの便利な機能をドライブラインに搭載しています。前者は、突然の停電時のデータ損失を防ぐとともに、パフォーマンスと全体的なデータの信頼性の向上に役立ちます。
パフォーマンスの詳細を調べてみると、東芝 MG04SCA は総合テストでは良好なパフォーマンスを示しましたが、アプリケーション テストではそれほど強力ではありませんでした。多くの FIO ワークロードでリーダーボードのトップに位置する数字を誇りました。 4K ベンチマークでは、東芝ドライブがスループット (書き込み 271 IOPS、読み取り 277 IOPS) と平均遅延 (読み取り 922.48 ミリ秒、書き込み 940.94 ミリ秒) の両方のカテゴリで 8 位になりました。 70 スレッドと 30 キューから最大 2 スレッドと 2 キューまでのワークロード強度に及ぶ 16K 16/04 ワークロードでは、Toshiba MG282SCA がスループット (905.23 IOPS) と平均遅延の両方で最高の成績を収め、テストされたより優れたドライブの 6 つであることがわかりました。 (XNUMXms) キューの深さの終わりまでに。しかし、より実用的なアプリケーションの面では、東芝製ドライブは SQL Server や MySQL のテストであまり良い成績を収めませんでした。どちらの分野でも最下位となり、より競争力の高い Seagate XNUMXTB モデルの後塵を拝しました。
4K フォーマットのため、ドライブは私たちの研究室でもいくつかの互換性の問題に遭遇しました。人気の LSI 9286-8e を含む特定の RAID カードで、これらのドライブがロードされた JBOD に接続すると読み取り/書き込みエラーが発生するという問題が発生しました。最終的には、同じ問題が発生していないようで、より新しい SAS3 LSI 9380-8e に落ち着きました。東芝に対してもう一つ逆風が吹いているのは、東芝の生産能力が他の業界に遅れていることだ。他の企業は Web スケールのユースケース向けに 6 TB および 8 ～ 10 TB の製品を提供していますが、東芝が提供するトップエンドの 5 TB は少し軽いように感じます。とはいえ、ユーザーが 6 TB 以上のドライブを必要とせず、5 TB でニーズを満たすのに十分な場合も多くあります。 MG04SCA の価格が手頃であれば、互換性が認められているプラットフォーム上での大容量ストレージのニーズに対して、確実に実行可能な選択肢となります。
メリット
- 強力な合成パフォーマンス
- 永続的な書き込みキャッシュは、従来の書き込みキャッシュが無効になっている場合のパフォーマンスを向上させます
デメリット
- SQL Server と MySQL のアプリケーションのパフォーマンスが低い
- トップエンドの容量は競合他社よりも低い
- ホストの互換性の問題の可能性
ボトムライン
東芝 MG04SCA は、初の 4K ネイティブ エンタープライズ HDD として新境地を開拓し、適度なパフォーマンスと大容量を求めるデータセンター向けの完全な機能セットを備えています。ただし、MG04 シリーズは密度の観点からは市場に後れを取っており、合成テストでは良好に見えましたが、アプリケーションのパフォーマンスが不足していました。それでも、価格競争力がある場合、MG04SCA はほとんどの大容量ストレージ タスクに十分対応できるため、検討する価値があります。
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