HGST Ultrastar He10 10TB 기업용 하드 드라이브 검토

by 아담 암스트롱 on 2016 년 12 월 8 일

기업 ◇ HDD

데이터 볼륨, 특히 빅 데이터는 놀라운 속도로 계속 증가하고 있지만 IT 예산은 같은 속도로 증가하지 않습니다. 조직은 증가하는 데이터 양을 처리하는 데 도움이 되도록 총소유비용(TCO)을 낮추고자 합니다. HGST의 최신 헬륨 드라이브인 He10은 회사에서 이를 수행하는 데 사용할 수 있는 효과적인 도구입니다. He10은 PMR 기술과 HGST의 검증된 HelioSeal 기술을 활용한 10TB HDD입니다. 이 새로운 HDD는 데이터 센터에 용량, 효율성, 안정성 및 전력 사용량 감소를 제공하도록 설계되었습니다.

언급한 바와 같이 드라이브는 마찰을 줄이기 위해 밀봉되고 헬륨으로 채워져 있습니다. 드라이브 내부의 교란이 줄어들어 더 많은 플래터를 넣을 수 있고 필요한 전력도 줄어듭니다. 공기가 채워진 8TB HDD와 비교할 때 He10은 25% 더 많은 용량을 제공하고 44% 더 적은 전력을 사용하며 56% 더 전력 효율(와트/TB)이 더 높고 25% 더 안정적입니다. HGST는 향상된 헤드 위치 지정을 통해 더 나은 성능을 제공하기 위해 XNUMX세대 듀얼 스테이지 액추에이터(HGST 마이크로 액추에이터)를 추가했습니다. 이 액추에이터는 진동 가능성이 높은 다중 드라이브 환경(예: 데이터 센터)에서 더욱 중요해집니다.

드라이브는 SAS 및 SATA 인터페이스로 제공되며 5년 보증이 제공됩니다. 검토를 위해 10TB, SAS 모델을 살펴보겠습니다.

HGST 헬륨 HDD 사양

모델
- SAS: HUH7280xxAL420y
- SATA: HUH7210xxALE60y
인터페이스: SAS 12Gb/s, SATA 6Gb/s
용량(GB): 10TB
섹터 크기(변수, 바이트/섹터):
- SAS :
  - 512e: 512/520/528
  - 4Kn : 4096, 4112, 4160, 4224
- SATA :
  - 512e : 512
  - 4Kn : 4096
최대 면적 밀도(Gbits/sq. in.): 816
폼 팩터: 3.5인치 HDD
성능 :
- 데이터 버퍼(MB): 256
- 회전 속도(RPM):7200
- 인터페이스 전송 속도(MB/초, 최대): 600(SATA) / 1,200(SAS)
- 지속 전송 속도(MB/초, 일반): 249
- 탐색 시간(읽기, ms, 일반): 8.0
신뢰성 :
- 오류율(복구 불가, 비트 읽기): 1/10^15
- MTBF(M시간): 2.5
- 로드/언로드 주기: 600,000
- 아프리카: 0.35%
- 가용성(시간/일 x 일/주): 24×7
- 신뢰성 – 보증 기간(년): 5
유휴(Bels): 2.0
출력
- 요구 사항: +5VDC(+/-5%), +12VDC(+/-5%)
- 작동(W): 9.5(SAS), 6.8(SATA)
- 유휴(W): 5.8(SAS), 5.0(SATA)
물리적 크기
- Z 높이(mm): 26.1
- 치수(폭 x 깊이, mm): 101.6(+/-0.25)x147
- 무게(g, 최대): 660
환경(작동)
- 주변 온도: 5º ~ 60ºC
- 충격(반사인파): 70
- 진동(5~500Hz): 0.67(XYZ)
환경(비작동)
- 주변 온도: -40º ~ 70ºC
- 충격(반사인파): 300
- 진동(5~500Hz): 1.04(XYZ)

엔터프라이즈 종합 워크로드 분석

fio 합성 벤치마크를 시작하기 전에 , 저희 연구실에서는 16개의 스레드와 스레드당 16개의 대기열을 사용하여 장치를 과부하 상태로 만들어 안정적인 상태로 사전 준비합니다. 그런 다음, 여러 스레드/대기열 깊이 프로파일을 사용하여 정해진 간격으로 스토리지 성능을 테스트하여 가벼운 사용 환경과 과부하 사용 환경에서의 성능을 확인합니다. 사전 준비 및 기본 안정 상태 테스트:

처리량(읽기+쓰기 IOPS 집계)
평균 대기 시간(읽기+쓰기 대기 시간을 함께 평균화)
최대 대기 시간(최대 읽기 또는 쓰기 대기 시간)
대기 시간 표준 편차(함께 평균화된 읽기+쓰기 표준 편차)

압축된 Enterprise Synthetic Workload Analysis에는 각 장치의 최대 임의 I/O를 표시하도록 설계된 하나의 프로필이 포함됩니다. 이 프로필은 임의 전송 속도에 대한 제조업체의 상호 참조 주장과 비교할 수 있는 기준선으로 사용하도록 설계되었습니다.

4k
- 100% 읽기 또는 100% 쓰기
- 100% 만
8K 70/30
- 70% 읽기, 30% 쓰기
- 100% 8K
128K(순차)
- 100% 읽기 또는 100% 쓰기
- 100% 128K

이 리뷰의 다음 섹션에서는 iSCSI 및 CIFS 구성 모두에서 10TB He10의 성능을 보여드리겠습니다. HGST는 StorageReview에 새로운 SAS HDD 샘플 8개를 제공했으며, 이를 Synology RackStation RC18015xs+ 에 RAID10으로 구성했습니다 . 나머지 드라이브는 SATA 인터페이스이고 He10은 SAS 인터페이스이기 때문에 Synology DiskStation DS1815+ 에서 테스트했습니다 . 랙 마운트형 Synology에서 성능 차이가 분명히 있지만, 최대 대역폭을 DS1815+와 동일하게 유지하기 위해 4개의 1GbE LAN 포트만 사용하여 테스트를 진행했습니다. 지금까지 테스트한 모든 하드 드라이브(사실상 모든 하드 드라이브)의 임의 액세스 성능은 Synology NAS의 최대 성능 한계에 훨씬 못 미쳤습니다.

다음 드라이브를 DS1815+ 구성에 비교할 수 있는 드라이브로 포함할 예정입니다.

씨게이트 NAS (4TB, 5,900RPM)
WD 레드 (6TB, 5,400RPM)
Seagate 엔터프라이즈 NAS (6TB, 8TB 7,200RPM)
WD Red Pro (4TB, 5,400RPM)
씨게이트 아이언울프 (10TB, 7,200RPM)

4K 랜덤 성능(CIFS)을 측정하는 처리량 테스트에서 He10은 다음으로 가장 가까운 HDD인 Seagate IronWolf보다 3,748 IOPS 이상 높은 1,000 IOP로 쓰기 성능에서 엄청난 이점을 보여주었습니다. 읽기 처리량에서 He10은 626 IOPS로 XNUMX위를 차지했습니다.

iSCSI 4k 처리량에서 He10은 2,029 IOPS의 강력한 쓰기 성능을 보여 IronWolf에 이어 전체적으로 2,883위를 기록했습니다. 읽기 성능은 10 IOPS로 HeXNUMX을 팩의 중간에서 맨 아래에 두었습니다.

4k 평균 대기 시간(CIFS)을 보면 He10이 다시 한 번 68.28ms로 최고의 쓰기 성능을 보였고 읽기 성능은 408.83ms로 XNUMX위를 기록했습니다.

iSCSI 4k 평균 대기 시간으로 전환한 He10은 쓰기 성능이 126.16ms로 두 번째로 좋았고 읽기 성능은 88.76ms로 XNUMX위를 차지했습니다.

CIFS의 4k 최대 대기 시간은 He10이 각각 1,976ms와 1,040ms로 읽기와 쓰기 모두에서 최고의 성능을 보였습니다.

iSCSI 4k 최대 대기 시간의 경우 He10의 성능은 CIFS 성능만큼 인상적이지 않았습니다. 쓰기 성능에서는 1,102ms로 2,981위를 기록했지만 읽기에서는 XNUMXms로 최악의 성능을 보였다.

CIFS의 표준 편차는 다시 한 번 He10을 103ms 쓰기 및 489ms 읽기로 팩의 최상위에 두었습니다.

iSCSI 표준 편차의 경우 He10은 쓰기 성능에서 148ms로 141위를 기록했지만 읽기 대기 시간에서는 XNUMXms로 XNUMX위를 기록했습니다.

다음 벤치마크는 100% 읽기/쓰기 활동에서 드라이브를 테스트하지만 이번에는 8K 순차 처리량입니다. CIFS 구성에서 He10은 54,879 IOPS로 상당히 좋은 쓰기 성능을 보였고, 그 다음으로 가장 가까운 드라이브인 WD Red는 10,000 IOPS 이상 뒤처졌습니다. 그러나 He10이 57,095 IOPS로 전체 XNUMX위를 기록했기 때문에 읽기 성능은 그다지 인상적이지 않았습니다.

iSCSI에 대한 8k 100% 읽기/쓰기를 살펴보면 He10이 21,948 IOPS로 쓰기 성능에서 10,696개 중 XNUMX위를 차지했습니다. 이 드라이브는 XNUMX IOPS의 읽기 성능에서 다시 한 번 XNUMX위를 차지했습니다.

다음 테스트에서는 순수 8K 순차 100% 읽기/쓰기 시나리오에서 혼합 8K 70/30 워크로드로 초점을 전환하여 2T/2Q에서 최대 16T/16Q까지의 설정에서 성능이 어떻게 확장되는지 보여줍니다. CIFS에서 He10은 리더에서 10위로 시작하여 가장 낮은 성능의 드라이브에서 490위를 차지했습니다. HeXNUMX은 XNUMX IOPS로 정점을 찍었습니다.

iSCSI에서 He10은 변경 사항에 대해 CIFS보다 더 나은 성능을 보였습니다. He10은 팩의 바닥 근처에서 시작했지만 천천히 정상까지 올라가 2,274 IOPS의 최고 성능으로 마무리했습니다.

혼합 8K 70/30 워크로드에 대한 평균 대기 시간 테스트에서 CIFS에서 He10의 평균 대기 시간은 약 523ms를 완료하기 전에 몇 차례 급증했습니다.

iSCSI 평균 대기 시간의 경우에도 He10은 CIFS 구성보다 전반적으로 더 강력한 성능을 보여 그룹의 가장 낮은 대기 시간인 약 113ms를 완료했습니다.

CIFS의 최대 대기 시간에서 He10은 전반적으로 좋은 성능을 보였고 최고의 대기 시간으로 마무리했으며 Seagate Enterprise 8TB HDD를 간신히 앞섰습니다.

iSCSI 최대 대기 시간에서 He10은 다시 좋은 성능을 보여 1,317ms로 XNUMX위를 기록했습니다.

CIFS의 8K 70/30 벤치마크에 대한 표준 편차 대기 시간 결과는 He10이 IronWolf에 의해 근소한 차이로 372.44위를 차지한 372.29ms(IronWolf는 XNUMXms에서 종료됨)로 다시 한 번 강력한 성능임을 보여주었습니다.

iSCSI 구성에서 He10은 표준 편차에서 두 번째로 좋은 점수를 받아 109ms로 마무리되었습니다.

마지막 테스트는 128K 벤치마크로 가장 높은 순차 전송 속도를 보여주는 대형 블록 순차 테스트입니다. CIFS에서 모든 드라이브는 서로에 가까운 읽기 속도를 게시했습니다. He10은 462.7MB/s로 6위를 기록했습니다(최고 점수 드라이브인 Seagate Enterprise NAS 462.9TB는 10MB/s로 기록). 그러나 He454.9은 XNUMXMB/s로 약간의 차이로 최고의 쓰기 속도를 보였습니다.

iSCSI 블록 레벨 테스트에서 He10은 463MB/s의 최고의 쓰기 속도와 413MB/s의 세 번째로 좋은 읽기 속도로 조금 더 빛을 발할 수 있었습니다.

맺음말

HGST는 최신 헬륨 드라이브인 10TB 용량의 He10으로 HDD의 용량 한계를 계속 확장해 왔습니다. He10은 PMR 및 HGST의 HelioSeal 기술을 활용하여 8TB 공기 충전 드라이브보다 더 많은 용량과 더 낮은 전력 사용량을 제공합니다. He10은 SAS 또는 SATA 인터페이스와 함께 제공되며 더 많은 용량이 필요한 모든 메인스트림 애플리케이션에 바로 사용할 수 있습니다. 이 과정에서 HGST는 향상된 헤드 위치 지정을 통해 더 나은 성능을 제공할 것으로 예상되는 새로운 마이크로 액추에이터를 추가했습니다.

성능에 관한 한 Synology RC10xs+에서 He18015(CIFS 및 iSCSI 구성 모두)과 일반 DS1815+를 테스트했습니다. 이번에는 SAS 인터페이스를 테스트했기 때문입니다. 4k 벤치마크에서 He10은 쓰기에서 3,748 IOPS, 읽기에서 2,883 IOPS, 평균 지연 시간이 68.28ms 쓰기 및 88.76ms 읽기로 나타났습니다. 8k 100% 읽기/쓰기에서 He10은 쓰기 성능에서 54,879 IOPS를 달성할 수 있었습니다. 드라이브가 실제로 빛을 발한 곳은 CIFS에서 454.9MB/s 및 iSCSI에서 463MB/s로 최고의 쓰기 속도로 대규모 블록 순차 테스트에서였습니다.

대형 블록 순차 워크로드는 이러한 유형의 드라이브에서 가장 일반적일 가능성이 높으므로 여기에서 성능 하이라이트를 확인하는 것이 좋습니다. 이 클래스의 대용량 드라이브는 감시 녹화 시스템, 빅 데이터 분석 플랫폼 및 아카이브 시스템을 포함한 모든 종류의 사용 사례에서 찾아볼 수 있습니다. He10을 통해 HGST는 점진적으로 더 크고 더 빠른 하드 드라이브로 이러한 증가하는 데이터 볼륨을 계속 지원합니다.

장점