Seria dysków twardych klasy korporacyjnej Toshiba MG04SCA wykorzystuje 3.5-calowy format, 7,200 obr./min i interfejs SAS o pojemności do 5 TB. Dysk oferuje przepustowość do 205 MB/s przy pojemności 5 TB, wykorzystując pięć talerzy o pojemności 1 TB (w poprzedniej generacji na talerz przypadało 800 GB). MG04SCA to również pierwszy dysk twardy klasy korporacyjnej z natywną długością sektorów 4 KB, choć dostępny jest również model AF. Toshiba oferuje również technologię „trwałego buforowania zapisu” (Persistent Write Cache), która zapewnia wzrost wydajności i niezawodności danych.
Pamięć podręczna trwałego zapisu (PWC) oznacza, że dane w pamięci podręcznej zapisu, które nie zostały jeszcze w pełni zapisane na nośniku, będą „trwały” w przypadku nagłej utraty zasilania; jest to bardzo przydatne w przypadku dysków Advanced Format obsługujących emulowane sektory 512 (512e). W przypadku wystąpienia niesymetrycznego zapisu może to spowodować operację „odczyt-modyfikacja-zapis”, w której do zapisania zmodyfikowanego sektora na nośniku pamięci potrzebny jest dodatkowy obrót dysku. W związku z tym, w przypadku przepięcia lub zaniku zasilania, energia zwrotna SEM silnika wrzeciona jest wykorzystywana do zasilania układu zabezpieczającego przed utratą danych zapisu, a także do zasilania transferu danych RMW do pamięci NV. Po przywróceniu zasilania dane RMW są przywracane z pamięci NV do pamięci podręcznej zapisu, a operacja RMW zostaje zakończona. Ta funkcja pomaga ograniczyć wszelkie rozbieżności między danymi zapisu przesłanymi przez hosta a danymi zapisu zatwierdzonymi przez dysk na nośniku pamięci. Jeśli chodzi o wpływ funkcji PWC na wydajność serii MG04SCA , przyspiesza ona wydajność losowego zapisu IOPS podczas pracy z wyłączoną pamięcią podręczną zapisu.
Dysk Toshiba MG04SCA jest dostępny w pojemnościach 2 TB, 3 TB, 4 TB i 5 TB i objęty jest ograniczoną 5-letnią gwarancją. W tej recenzji przyjrzymy się pojemności 16-krotnie większej niż 5 TB.
Specyfikacje serii Toshiba MG04SCA
- Pojemność dysku: 2TB, 3TB, 4TB, 5TB
- Interfejs dysku: SAS-2.0 (1.5 Gb/s, 3.0 Gb/s, 6.0 Gb/s)
- Bloki logiczne (LBA):
- MG04SCAxxxA/AY: 4,096/4,160/4,224B
- MG04SCAxxxE/EY: 512/520/528B (emulacja)
- Wydajność
- Średni czas wyszukiwania (odczyt): 8.5 ms
- Średni czas wyszukiwania (zapisu): 9.5 ms
- Prędkość obrotowa: 7,200 obr / min
- Średnie opóźnienie: 4.17 ms
- Stała prędkość transferu (maks.):
- 175 MiB/s (2 TB)
- 185 MiB/s (3 TB)
- 185 MiB/s (4 TB)
- 205 MiB/s (5 TB)
- Rozmiar bufora: 64 MiB bufor pierścieniowy FIFO
- Wymagania dotyczące zasilania
- Napięcie: +5V ± 5%, +12V ± 5%
- Moc odczytu/zapisu: 11.3 W
- Niski pobór mocy w stanie spoczynku: 6.2 W
- Fizyczny rozmiar
- Wymiary (szer. x gł. x wys.): 101.6 mm x 147 mm x 26.1 mm
- Waga: 720 g (maks.)
- Środowiskowy
- Temperatura robocza: od 5° do 55°C
- Temperatura – w stanie spoczynku: od -40° do 70°C
- Wibracje – działanie:
- 7.35 m/s² {0.75G} (5–300 Hz)
- 2.45 m/s² {0.25G} (300–500 Hz)
- Wibracje – w stanie spoczynku: 49 m/s² {5G} (5～500Hz)
- Wstrząsy – podczas pracy: 686 m/s² {70G} (czas trwania 2 ms)
- Wstrząs – w stanie spoczynku: 2,940 m/s² {300G} (czas trwania 2 ms)
- Akustyka (gotowa): 31 dB
- Niezawodność
- MTTF: 2 000 000 godzin
- Załaduj/rozładuj: 600 000 razy
- Warunki działania: 24 godziny na dobę, 7 dni w tygodniu
- Gwarancja: Ograniczona gwarancja / 5 lat (od daty zakupu)
Zaprojektuj i zbuduj
Konstrukcja dysku MG04SCA jest bardzo podobna do innych dysków twardych klasy enterprise marki Toshiba: ma czarną obudowę i górną pokrywę ze stali nierdzewnej, na której znajduje się naklejka z podstawowymi informacjami o dysku i marką.
MG04SCA to standardowy dysk twardy 3.5" oparty na interfejsie SAS 6 Gb/s. Boki dysku twardego Toshiba MG04SCA posiadają sześć otworów na śruby, które umożliwiają montaż dysku.
Dysk twardy Toshiba MG04SCA wykorzystuje kontroler LSI.
Testowanie tła i porównań
Do testów użyliśmy 16 dysków twardych Toshiba MG04SCA o pojemności 5 TB. Porównywalne dyski twarde klasy Enterprise na potrzeby tej recenzji:
- Seagate Constellation ES.3 4TB
- Seagate Constellation ES.2 3TB
- Toshiba 4TB SAS
- Toshiba 3TB SAS
- HGST Ultrastar He6 6TB
- Hitachi 7K4000 SAS 4TB
- Seagate Enterprise Capacity v.4 6TB
Wszystkie dyski twarde klasy korporacyjnej są poddawane testom porównawczym na tej samej platformie testowej.
Do testów syntetycznego FIO używamy serwera ThinkServer RD240 skonfigurowanego z następującym systemem:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, pamięć podręczna 12 MB)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-bit i CentOS 6.2 64-bit
- Chipset Intel 5500+ ICH10R
- Pamięć – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 Registered RDIMM
- Karta HBA LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gb/s
Testy aplikacji odbywają się w unikalnym środowisku, szczegółowo opisanym na każdej stronie benchmarku . W przypadku testowania 16 dysków, do środowiska dodano dysk JBOD iXsystems Titan 316J i podłączono go do odpowiedniego klastra za pomocą zewnętrznego kabla SAS.
Analiza wydajności aplikacji
Na rynku korporacyjnym istnieje ogromna różnica między tym, jak produkty deklarują swoją wydajność na papierze, a tym, jak działają w rzeczywistym środowisku produkcyjnym. Rozumiemy wagę oceny pamięci masowej jako elementu większych systemów, a przede wszystkim tego, jak responsywna jest pamięć masowa w interakcji z kluczowymi aplikacjami korporacyjnymi. W tym celu przeprowadziliśmy testy aplikacji, w tym testy wydajności MySQL za pośrednictwem SysBench oraz wydajności SQL Server za pośrednictwem Benchmark Factory.
Nasz pierwszy test aplikacji polega na teście bazy danych MySQL Percona za pomocą SysBench , który mierzy wydajność aktywności OLTP. W tej konfiguracji testowej używamy grupy serwerów Lenovo ThinkServer RD630 i ładujemy środowisko bazy danych na pojedynczy dysk SATA, SAS lub PCIe albo grupę dysków twardych za pomocą karty RAID LSI 9286-8e. Test ten mierzy średnią liczbę transakcji na sekundę (TPS), średnie opóźnienie, a także średnie opóźnienie 99. percentyla w zakresie od 2 do 32 wątków. Percona i MariaDB korzystają z interfejsów API aplikacji obsługujących pamięć flash Fusion-io w najnowszych wersjach swoich baz danych, jednak na potrzeby tego porównania testujemy każde urządzenie w jego „starszym” trybie pamięci blokowej.
W naszym benchmarku średniej liczby transakcji na sekundę, dysk Toshiba MG04SCA wypadł słabo na początku i pod koniec testu znalazł się na samym dole stawki z wynikiem 219.93 TPS. Zgodnie z oczekiwaniami, najlepszy wynik uzyskał dysk Seagate Enterprise Capacity SAS z wynikiem prawie 350 TPS.
Pomiar średniego opóźnienia w naszym teście Sysbench MySQL pokazał podobny wynik – dysk Toshiba znalazł się w dolnej części stawki z wynikiem 145.49 ms. Najlepszą wydajnością ponownie wykazał się dysk Seagate Capacity SAS.
Jeśli chodzi o najgorszy scenariusz opóźnienia MySQL (opóźnienie na 99. percentylu), Toshiba MG04SCA 4K tym razem spadła na ostatnie miejsce (416.24 ms) o 32 T.
Protokół testowania OLTP dla Microsoft SQL Server firmy StorageReview wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) opracowanego przez Transaction Processing Performance Council – internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe, jeśli chodzi o ocenę mocnych stron i wąskich gardeł infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych. W tym teście nasz protokół SQL Server wykorzystuje bazę danych SQL Server o pojemności 333 GB (w skali 1,500) i mierzy wydajność transakcyjną oraz opóźnienia przy obciążeniu 15 000 użytkowników wirtualnych.
Podobnie jak w przypadku wyników testu Sysbench, wyniki w zakresie wydajności transakcyjnej były podobne; Toshiba MG04SCA znalazła się na trzecim miejscu od końca z wynikiem 2,822.8 TPS.
Wyniki zostały odzwierciedlone w naszym teście średniego opóźnienia wyjścia SQL. W tym przypadku dysk Toshiba ponownie zajął trzecie miejsce od końca z wynikiem 574 ms. Nic dziwnego, że dysk Seagate Enterprise Capacity SAS ponownie zajął pierwsze miejsce.
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.
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 szczytowe, ciągłe wyniki losowego wejścia/wyjścia. W tym przypadku Toshiba MG04SCA osiągnęła imponujące wyniki 271 IOPS zapisu i 277 IOPS odczytu, zajmując pierwsze miejsce w obu kategoriach.
Ponownie, dysk Toshiba okazał się najszybszy zarówno w funkcji odczytu, jak i zapisu, biorąc pod uwagę średnie opóźnienie. W tym teście uzyskał on zaledwie 922.48 ms dla odczytu i 940.94 ms dla zapisu, a kolejnym najlepszym dyskiem był Seagate Enterprise Capacity v.4.
Patrząc na odczyty maksymalnego opóźnienia, dysk Toshiba zanotował niewielki spadek wydajności – odczyt na poziomie 3,903 ms, a zapis na poziomie 2,634 ms, co plasuje go w środku stawki.
W naszym teście odchylenia standardowego Toshiba MG04SCA ponownie osiągnęła wyniki plasujące ją w środku rankingu (zapis 304.99 ms, odczyt 484.15 ms).
W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i 16 kolejek, które wykonaliśmy w teście zapisu 100% 4k, nasze profile obciążenia mieszanego 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. Dysk Toshiba MG04SCA był jednym z lepszych dysków testowanych w rozszerzonych testach 8k 70/30.
Pod względem przepustowości, Toshiba MG04SCA uzyskała najlepszy wynik – 282 IOPS na koniec testu przy 16T16Q. Większość pozostałych dysków przekroczyła granicę 200 IOPS, z wyjątkiem Seagate Constellation 3TB.
W naszym teście średniego opóźnienia dysk Toshiba MG04SCA po raz kolejny znalazł się na szczycie tabeli z wynikiem 905.23 ms. Był to jedyny dysk, który przez cały test utrzymał się poniżej 1000 ms.
Podczas pomiaru maksymalnego opóźnienia większość dysków wykazała dość nierównomierną wydajność. Mimo to, Toshiba MG04SCA zajęła drugie miejsce, z opóźnieniem 3,438.76 ms, za dyskiem 16T16Q. Najszybszą wydajność na koniec testu uzyskał Seagate Constellation ES.3 4TB z wynikiem 3,286.2 ms.
Dysk Toshiba wykazał dobrą spójność w analizie odchylenia standardowego podczas większości testów; jednak nastąpił gwałtowny wzrost przy 16T16Q, co pozwoliło mu uplasować się w dolnej części stawki ze stosunkowo wysokim wynikiem 522.34 ms.
Nasz test obciążenia syntetycznego Enterprise 128 KB to sekwencyjny test dużych bloków, który pokazuje najwyższą sekwencyjną prędkość transferu dla napędu talerzowego. Analizując wydajność 128 KB przy 100% zapisie i 100% odczycie, dysk Toshiba MG04SCA wypadł bardzo dobrze zarówno w odczytie, jak i zapisie, zajmując drugie miejsce w obu kolumnach (odpowiednio 214 155 KB/s i 214 685 KB/s). Był on tuż za Seagate Enterprise Capacity v.4 6TB, który uzyskał 221 683 KB/s odczytu i 221 729 KB/s zapisu.
Wniosek
Toshiba MG04SCA to 3.5-calowy dysk twardy klasy enterprise, przeznaczony do zastosowań takich jak krytyczne obciążenia biznesowe midline i nearline, o pojemności do 5 TB. MG04SCA to również pierwszy dysk twardy klasy enterprise z natywną długością sektorów 4 KB, a wersja AF ma poszerzyć zakres zastosowań. Toshiba wyposażyła swoją linię dysków w przydatne funkcje, takie jak trwała pamięć podręczna zapisu i „natychmiastowe” kryptograficzne wymazywanie danych (SIE), które umożliwia szybkie wymazywanie danych z dysków w razie potrzeby. Ta pierwsza funkcja pomaga chronić przed utratą danych w przypadku nagłej utraty zasilania, a także poprawia wydajność i ogólną niezawodność danych.
Analizując specyfikę wydajności, Toshiba MG04SCA wypadła dobrze w naszych testach syntetycznych, ale nie była tak silna w testach aplikacji. W wielu obciążeniach FIO dysk osiągnął czołowe pozycje w naszej tabeli liderów. W testach 4K dysk Toshiba zajął pierwsze miejsce zarówno pod względem przepustowości (271 IOPS zapisu i 277 IOPS odczytu), jak i średniego opóźnienia (922.48 ms odczytu i 940.94 ms zapisu). Nasze obciążenie 8K 70/30, w którym intensywność obciążenia rozciąga się od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i 16 kolejek, pokazuje, że Toshiba MG04SCA jest jednym z lepszych testowanych dysków, uzyskując najwyższe wyróżnienia zarówno pod względem przepustowości (282 IOPS), jak i średniego opóźnienia (905.23 ms) na końcu głębokości kolejki. Jednak w bardziej praktycznych zastosowaniach dysk Toshiby nie wypadł najlepiej w naszych testach SQL Server ani MySQL. W obu kategoriach znalazł się na samym dole, ustępując miejsca bardziej konkurencyjnym modelom Seagate o pojemności 6 TB.
Dysk napotkał również pewne problemy ze zgodnością w naszym laboratorium z powodu formatowania 4K. Napotkaliśmy problemy, gdy niektóre karty RAID, w tym popularna LSI 9286-8e, miały błędy odczytu/zapisu podczas łączenia się z JBOD załadowanym tymi dyskami. Ostatecznie zdecydowaliśmy się na nowszy SAS3 LSI 9380-8e, który wydawał się nie mieć tych samych problemów. Innym czynnikiem działającym na niekorzyść Toshiby jest to, że ich pojemność jest w tyle za resztą branży. Podczas gdy inni oferują 6 TB i 8-10 TB dla zastosowań w skali sieciowej, oferta Toshiby o najwyższej pojemności 5 TB wydaje się nieco słaba. Mimo to istnieje wiele przypadków, w których użytkownik po prostu nie potrzebuje dysków o pojemności 6 TB lub większych, a 5 TB w zupełności wystarcza, aby zaspokoić jego potrzeby. MG04SCA, gdy jest w dobrej cenie, jest zdecydowanie realną opcją dla potrzeb przechowywania dużych ilości danych na platformach, dla których został zakwalifikowany pod kątem zgodności.
ZALETY
- Silna wydajność syntetyczna
- Trwała pamięć podręczna zapisu poprawia wydajność, gdy tradycyjna pamięć podręczna zapisu jest wyłączona
Wady
- Słaba wydajność aplikacji w SQL Server i MySQL
- Maksymalna pojemność jest niższa niż u konkurencji
- Możliwe problemy ze zgodnością hosta
Podsumowanie
Toshiba MG04SCA wyznacza nowe standardy jako pierwszy dysk twardy klasy korporacyjnej z natywną obsługą 4K i oferuje kompletny zestaw funkcji dla centrów danych poszukujących umiarkowanej wydajności i dużej pojemności. Jednak linia MG04 pozostaje w tyle pod względem gęstości i chociaż testy syntetyczne wypadły dobrze, wydajność aplikacji pozostawiała wiele do życzenia. Mimo to, biorąc pod uwagę konkurencyjną cenę, MG04SCA radzi sobie na tyle dobrze z większością zadań związanych z pamięcią masową, że warto go rozważyć.
Amazon