Recenzja dysku twardego HGST Ultrastar Helium 6TB Enterprise

Rodzina dysków twardych Ultrastar Helium Platform (He ⁶ ) to najnowsze osiągnięcie firmy HGST, mające na celu zapewnienie kolejnego kroku w zakresie pojemności dla przedsiębiorstw zmagających się z rosnącą ilością danych. Dyski Helium są oferowane w pojedynczej pojemności 6 TB, co oznacza wzrost o 50% w porównaniu z wiodącymi obecnie dyskami o pojemności 4 TB, i są dostępne z interfejsem SATA lub SAS 6 Gb/s. Dyski oferują prędkość obrotową 7,200 obr./min, bufor dysku 64 MB i stałą przepustowość dysku 177 MB/s. Ciekawostką technologiczną jest jednak fakt, że jest to dysk uszczelniony, wypełniony helem w celu zmniejszenia tarcia. HGST nazywa tę technologię HelioSeal, co zasadniczo redukuje zakłócenia powietrza powodowane przez dyski i głowice oraz pozwala na umieszczenie większej liczby talerzy w standardowym formacie dysku twardego 3.5″. Zmniejszenie tarcia oznacza również mniejsze zapotrzebowanie na energię – o 23% mniejsze w stanie spoczynku, według pomiarów HGST, co przekłada się również na niższe koszty eksploatacji. HGST wykorzystuje 7 talerzy, w porównaniu z czterema lub pięcioma w większości dzisiejszych dysków 4 TB, aby zapewnić pojemność 6 TB w Helium. Co ciekawe, sugeruje to, że platforma oferuje większy potencjał w zakresie pojemności dzięki gęstszym talerzom, co czyni Helium potencjalnie bardzo atrakcyjnym pomostem do następnej generacji popularnych dysków twardych, które będą wykorzystywać technologię HAMR (technologia SMR ma ograniczone zastosowania) w celu zwiększenia gęstości i pojemności dysków.

Dla firm, które powoli modernizowały obecne systemy, implikacje 6 TB są znacznie bardziej znaczące. Starsze macierze pamięci masowej często wykorzystują dyski twarde o pojemności 2 TB lub 3 TB, co oznacza, że ​​dzięki dyskom Helium organizacje te mogą mówić o dwu- lub trzykrotnej poprawie gęstości pamięci masowej przy tej samej liczbie modułów rackowych. Oczywiście nie jest to tylko korzyść płynąca z HGST – inni dostawcy również wprowadzają na rynek dyski o większej pojemności, a HGST jest po prostu pierwszym, który wprowadził na rynek dyski twarde o pojemności 6 TB. Jednak każdy wzrost gęstości generuje spore zyski finansowe, gdy ocenia się go w przeliczeniu na TB. Zużycie energii znacząco się poprawia w przeliczeniu na TB, a waga w centrum danych (ważna w przypadku podłóg podniesionych) w przeliczeniu na TB również się zmniejsza ze względu na wzrost pojemności. Ponadto dyski Helium są o 50 g lżejsze niż dyski pięciotalerzowe.

Z perspektywy HGST najważniejszym pytaniem jest jednak to, jak szybko główni dostawcy pamięci masowych zakwalifikują się i wdrożą dyski Helium. Istnieje szkoła myślenia, że ​​ze względu na nową technologię, dostawcy i użytkownicy korporacyjni mogą być niechętni do wdrażania dysków hermetycznych, zwłaszcza biorąc pod uwagę, że wszyscy inni dostawcy dysków twardych podążają tradycyjnymi ścieżkami (dyski niehermetyczne) do dysków twardych 5 TB i 6 TB. Istnieje również argument „pochodzenia z jednego źródła”, który wydaje się ostatnio mniej przekonujący, ponieważ dostawcy dysków twardych odchodzą od siebie w nowe i ekscytujące sposoby, w tym hel. Wszystkie te problemy są w pewnym stopniu łagodzone w obszarach, w których hel odgrywa znaczącą rolę. Dla tych, którzy tworzą własne rozwiązania lub działają w środowisku hiperskalowalnym/sieciowym, zasady wdrażania pamięci masowej są nieco inne. Helium jest już dostępny i gotowy do użycia, a wszystkie wymienione powyżej korzyści w zakresie gęstości i mocy znaczą więcej niż mniej istotne zastrzeżenia, które będą mieli główni dostawcy macierzy. Firma HGST dołącza do napędów standardową pięcioletnią gwarancję i średni czas bezawaryjnej pracy (MTBF) wynoszący 2 000 000 godzin, co jest najlepszym wynikiem w branży.

Dyski twarde Helium o pojemności 6 TB są już dostępne z interfejsami SAS i SATA. W naszych testach znalazły się po dwa egzemplarze każdego modelu.

Specyfikacje dysków twardych HGST Helium

• Model
  • SAS: HUS726060ALS640 / 0F18370, HUS726060ALS641 / 0F20577
  • SATA: HUS726060ALA640/0F18335, HUS726060ALA641/0F20572
• Interfejs: SAS 6 Gb/s, SATA 6 Gb/s
• Pojemność (GB): 6TB
• Rozmiar sektora (zmienny, bajtów/sektor): 512 / 520 / 528 (SAS), 512n (SATA)
• Maksymalna gęstość powierzchniowa (Gb/sq. cal): 544
• Współczynnik kształtu: dysk twardy 3.5 cala
• Wydajność:
  • Bufor danych (MB): 64
  • Prędkość obrotowa (obr./min): 7200
  • Szybkość transferu interfejsu (MB/s, maks.): 600
  • Stała prędkość transferu (MB/s, typ.): 177
  • Czas wyszukiwania (odczyt, ms, typowy): 8.5
• Niezawodność:
  • Współczynnik błędów (nieodwracalny, odczytane bity): 1 na 10^15
  • Średni czas między awariami (M godzin): 2.0
  • Cykle załadunku/rozładunku: 300 000
  • Dostępność (godz./dzień x dni/tydz.): 24×7
  • Niezawodność – gwarancja (lata): 5
• Bezczynność (Bels): 2.0 
• Zasilanie
  • Wymagania: +5 VDC (+/-5%), +12 VDC (+/-5%)
  • Prąd rozruchowy (A, maks.): 1.2 (+5 V), 2.0 (+12 V)
  • Odczyt/zapis (W, średnio): 8.8 (SAS)7.3 (SATA)
  • Aktywny bezczynny (W, średnio): 5.7 (SAS), 5.3 (SATA)
  • Rozładowanie biegu jałowego (W): 4.1 (SAS), 3.7 (SATA)
• Fizyczny rozmiar
  • Wysokość Z (mm): 26.1
  • Wymiary (szerokość x głębokość, mm): 101.6(+/-0.25)x147
  • Waga (g, maks.): 640
• Środowiskowe (operacyjne)
  • Temperatura otoczenia: od 5º do 60ºC
  • Wstrząs (fala półsinusoidalna): 70
  • Wibracje (5 do 500 Hz): 0.67 (XYZ)
• Środowiskowe (nieoperacyjne)
  • Temperatura otoczenia: -40º do 70ºC
  • Wstrząs (fala półsinusoidalna): 300
  • Wibracje (5 do 500 Hz): 1.04 (XYZ)

Zaprojektuj i zbuduj

Jak wspomnieliśmy powyżej, HGST wykorzystuje swój unikalny proces HelioSeal, dzięki czemu Ultrastar He6 jest pierwszym w branży hermetycznie zamkniętym, wypełnionym helem dyskiem twardym, którego produkcja masowa jest ekonomiczna i opłacalna. Co więcej, konstrukcja z helem pozwala nowemu dyskowi 7Stac firmy HGST osiągnąć pojemność 6 TB, co czyni go dyskiem twardym o największej pojemności w branży i najniższym w swojej klasie całkowitym kosztem posiadania (TCO) dla pamięci masowej w chmurze, a także dla środowisk skalowalnych, tworzenia kopii zapasowych między dyskami oraz środowisk replikowanych i RAID. Z przodu dysku znajduje się naklejka z podstawowymi informacjami o dysku, w tym nazwą produktu, pojemnością i logo HGST.

Ponieważ hel to technologia napędu hermetycznego, opakowanie dysku jest inne. Podczas gdy większość dysków twardych to komponenty montowane wewnątrz obudowy skręcanej śrubami, dyski helowe muszą być ze sobą połączone, aby uszczelnić hel.

He6 jest znacznie cichszy niż jego odpowiedniki wypełnione powietrzem, w tym Ultrastar 7K4000, który może pochwalić się 2.9 bela w stanie spoczynku, w porównaniu z 2 belami He6. Poza tym, że jest cichszy, dysk zużywa również znacznie mniej energii niż starszy, 5-talerzowy 7K4000. W naszych testach zmierzyliśmy pobór mocy w stanie spoczynku na poziomie 5.56 W na dysku twardym He6, podczas gdy starszy dysk zużywał 7.68 W.

Analiza wydajności aplikacji

Firma HGST nie była w stanie dostarczyć wymaganej liczby dysków twardych do testów wydajności aplikacji . Jeśli sytuacja ta ulegnie zmianie w przyszłości, wyniki zostaną tutaj dołączone.

Testowanie tła i porównań

Porównanie dysków twardych SAS Enterprise HDD na potrzeby tej recenzji:

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

Porównanie dysków twardych SATA Enterprise na potrzeby tej recenzji:

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

Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa

Nasz proces testowania dysków twardych klasy enterprise polega na wstępnym przygotowaniu każdego dysku do pracy w stanie ustalonym przy takim samym obciążeniu, z jakim urządzenie będzie testowane, przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekujących 16 wątków na wątek, a następnie testowaniu w określonych odstępach czasu z wykorzystaniem wielu profili głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu. Ponieważ dyski twarde bardzo szybko osiągają swój nominalny poziom wydajności, przedstawiamy na wykresie tylko główne sekcje każdego testu.

Wstępne kondycjonowanie i podstawowe testy stanu stacjonarnego:

• Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
• Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
• Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
• Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)

Nasza analiza obciążenia syntetycznego w przedsiębiorstwie obejmuje cztery profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównywanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maksymalna prędkość odczytu i zapisu 4K oraz 8K 70/30, powszechnie stosowana w dyskach korporacyjnych.

• 4K
  • 100% odczytu lub 100% zapisu
  • 100% 4 tys.
• 8K 70/30
  • 70% czytania, 30% pisania
  • 100% 8 tys.
• 128K (sekwencyjnie)
  • 100% odczytu lub 100% zapisu
  • 100% 128 tys.

W pierwszym z naszych obciążeń korporacyjnych zmierzyliśmy długą próbkę losowej wydajności 4k ze 100% aktywnością zapisu i 100% aktywnością odczytu, aby uzyskać nasze szczytowe, ciągłe wyniki losowego wejścia/wyjścia. Dysk Ultrastar He6 SAS uplasował się w środku stawki w kolumnie Odczyt, wyprzedzając tuż Seagate Constellation (4 TB). Pod względem wydajności zapisu zajął ostatnie miejsce.

Jeśli chodzi o interfejs SATA, Ultrastar He6 zajął drugie miejsce pod względem wydajności odczytu, ale znalazł się w dolnej części stawki pod względem wydajności zapisu, wyprzedzając minimalnie ostatnie na liście urządzenie Seagate Constellation 3TB.

Przy efektywnej głębokości kolejki wynoszącej 256 w naszym losowym teście odczytu i zapisu 4K interfejs Ultrastar He6 SAS zmierzył średnie opóźnienie odczytu i zapisu wynoszące odpowiednio 1,107.73 ms i 1,442.20 ms.

Interfejs Ultrastar He6 SATA osiągnął najlepszy wynik z odczytem 1,850.92 ms i zapisem 1,443.61 ms. Dysk WD RE4 4TB zajął pierwsze miejsce zarówno pod względem odczytu, jak i zapisu.

Porównując szczytowe czasy reakcji każdego dysku SAS, dysk He6 SAS uplasował się w środku stawki pod względem szybkości odczytu, ale znalazł się na ostatnim miejscu ze względu na największe opóźnienie zapisu, i to ze znaczną przewagą.

W naszej linii SATA zmierzyliśmy He6 w pobliżu szczytu stawki pod względem maksymalnego opóźnienia odczytu, jednak wypadł słabo w kolumnie zapisu.

Jeśli chodzi o zgodność opóźnień z pomiarami odchylenia standardowego, He6 SAS znalazł się na ostatnim miejscu z najwyższymi wynikami pomiarów zarówno aktywności odczytu, jak i zapisu.

Interfejs He6 SATA wypadł znacznie lepiej w kolumnie odczytu, chociaż odchylenie standardowe zapisu było nadal wysokie.

W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i 16 kolejek, które wykonaliśmy w teście zapisu 100% 4k, nasze profile mieszanego obciążenia skalują wydajność w szerokim zakresie kombinacji wątków/kolejek. W tych testach intensywność obciążenia rozciąga się od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i 16 kolejek. W rozszerzonym teście 8k 70/30, dysk He6 uplasował się na ostatnim miejscu, choć znacznie wyżej niż Seagate Constellation 3TB, który praktycznie od początku nie miał żadnych problemów.

Interfejs He6 SATA wypadł znacznie lepiej, zajmując pierwsze miejsce z wynikiem 168 IOPS przy 16T/16Q.

Podczas pomiaru średniego opóźnienia interfejsu He6 SAS zaobserwowaliśmy, że czasy reakcji zaczynają się od 33.65 ms przy 2T/2Q i sięgają 1266.53 ms przy 16T/16Q, co plasuje je w czołówce wyników.

Interfejs SATA toczył zacięty wyścig aż do samego końca, przy czym interfejs He6 SATA uzyskał najniższe średnie opóźnienie, wynoszące 1516.51 ms w teście 16T/16Q.

Podczas obciążenia o szczytowym opóźnieniu 8k 70/30 interfejs He6 SAS wykazał jeden z dłuższych czasów reakcji, osiągając 3898.8 ms pod koniec testu.

Interfejs SATA wypadł znacznie lepiej, uzyskując najniższą wartość ms na poziomie 4236.21, nieznacznie przewyższając Seagate Constellation 3TB.

W naszych testach spójności opóźnień He6 SAS wykazał najwyższe odchylenie standardowe wynoszące 629.87 ms przy 16T16Q.

Ponownie wersja interfejsu SATA układu He6 wypadła znacznie lepiej, plasując się na szczycie stawki z wynikiem 16T/16Q i wynikiem 441.4 ms.

Nasz test obciążenia syntetycznego Enterprise 128 KB to sekwencyjny test dużych bloków, który pokazuje najwyższą sekwencyjną prędkość transferu dla napędu talerzowego. Biorąc pod uwagę wydajność 128 KB przy 100% aktywności zapisu i 100% aktywności odczytu, dysk He6 SAS osiągnął imponujące wyniki: 184 015 KB/s odczytu i 183 766 KB/s zapisu, zajmując pierwsze miejsce w obu kategoriach.

Interfejs He6 SATA radzi sobie podobnie, osiągając imponujące wyniki odczytu 182 131 KB/s i zapisu 182 203 KB/s.

Wniosek

Rodzina dysków twardych HGST Ultrastar Helium Platform – dostępnych z interfejsami SATA lub SAS 6 Gb/s – to znaczący krok naprzód w zakresie pojemności dysków twardych i idealne rozwiązanie dla przedsiębiorstw, które zmagają się z wykładniczym wzrostem ilości danych, ponieważ oferowane są w ogromnej, pojedynczej pojemności 6 TB. To aż 50% wzrost w porównaniu z wiodącymi obecnie dyskami o pojemności 4 TB i oznaczałoby dwu- lub trzykrotnie większą gęstość pamięci masowej w tej samej obudowie rack U w przypadku dysków o niższej pojemności, co pozwoliłoby przedsiębiorstwom i firmom tworzyć centra danych o znacznie wyższej gęstości.

Analizując wydajność dysków twardych Ultrastar Helium Platform, zauważyliśmy, że plasują się one w czołówce pod względem wydajności we wszystkich naszych obciążeniach syntetycznych w przedsiębiorstwach. W naszym sekwencyjnym teście 128 KB, dysk SAS Ultrastar Helium osiągnął odczyt na poziomie 184 MB/s i zapis na poziomie 183 MB/s, co dało mu pierwsze miejsce w grupie dysków SAS. W przypadku wersji SATA zmierzyliśmy odczyt i zapis na poziomie 182 MB/s, co dało mu drugie miejsce za Seagate Constellation CS. Ogólnie rzecz biorąc, jako model 7 KB, dostęp losowy nie jest mocną stroną tego dysku, chociaż dobrze konkurował z innymi dyskami SATA i SAS, choć w większości przypadków nie był liderem stawki.

Choć trudno nie polecić dysków twardych Ultrastar Helium Platform tym, którzy potrzebują dodatkowej pojemności, to wciąż jest to nowa technologia, bez precedensu i bez udokumentowanych osiągnięć. W związku z tym niektórzy użytkownicy korporacyjni i dostawcy macierzy mogą uznać to za nieco ryzykowne; jednak wyniki wydajności w naszych testach porównawczych są dość uspokajające, a HGST oferuje najwyższą w branży kombinację gwarancji i MTBF. Jedynym minusem jest cena – w momencie recenzji dyski 6 TB kosztowały około 850 dolarów za sztukę, ale wraz z pojawieniem się na rynku modeli powyżej 4 TB, ceny powinny spaść.

ZALETY

• Wiodąca w branży pojemność
• Wysoka wydajność sekwencyjna
• Niższe zużycie energii niż w przypadku tradycyjnych dysków twardych 7k 4TB

Wady

• Nowa technologia, która nie ma jeszcze ugruntowanej pozycji
• Wysoka cena początkowa

Podsumowanie

Dyski twarde HGST Helium oferują nowe rozwiązanie w zakresie obsługi ogromnej ilości gromadzonych danych. Dyski Helium mają szeroki zakres zastosowań i nie ustępują obecnym dyskom 4 TB pod względem wydajności. Dodając do tego wysoki argument dotyczący całkowitego kosztu posiadania (TCO), dyski Helium o pojemności 6 TB znajdą zastosowanie w wielu centrach danych.

Strona produktu HGST Helium

Omów tę recenzję