Ultrastar 氦气平台（He6) 硬盘驱动器系列是 HGST 为面临数据量膨胀的企业提供下一步容量提升的最新成果。 Helium 驱动器提供单个 6TB 容量点，与当今领先的 50TB 容量产品相比提高了 4%，并且它们可与 SATA 或 SAS 6Gb/s 接口一起使用。 这些驱动器的主轴转速为 7,200RPM，磁盘缓冲区为 64MB，驱动器持续吞吐量为 177MB/s。 有趣的技术部分当然是这是一个密封的驱动器，内部装有氦气以减少摩擦。 HGST 将这项技术命名为 HelioSeal，它从根本上减少了磁盘和磁头引起的空气干扰，并允许在标准 3.5 英寸硬盘驱动器外形中夹入更多盘片。 摩擦的减少也意味着所需的功率更少，根据 HGST 的测量，闲置时功率减少了 23%，同时还获得了拥有成本收益。 HGST 使用 7 个盘片来驱动 Helium 中的 4TB 容量，而如今大多数 6TB 驱动器使用 XNUMX 个或 XNUMX 个盘片。 有趣的是，这表明该平台具有更大的容量优势和更密集的盘片，这使得 Helium 有可能成为通往下一代主流硬盘驱动器的非常引人注目的桥梁，后者将使用 HAMR 技术（SMR 的用例有限）来增加密度和驱动器容量.
Ultrastar 氦气平台（He6) 硬盘驱动器系列是 HGST 为面临数据量膨胀的企业提供下一步容量提升的最新成果。 Helium 驱动器提供单个 6TB 容量点，与当今领先的 50TB 容量产品相比提高了 4%，并且它们可与 SATA 或 SAS 6Gb/s 接口一起使用。 这些驱动器的主轴转速为 7,200RPM，磁盘缓冲区为 64MB，驱动器持续吞吐量为 177MB/s。 有趣的技术部分当然是这是一个密封的驱动器，内部装有氦气以减少摩擦。 HGST 将这项技术命名为 HelioSeal，它从根本上减少了磁盘和磁头引起的空气干扰，并允许在标准 3.5 英寸硬盘驱动器外形中夹入更多盘片。 摩擦的减少也意味着所需的功率更少，根据 HGST 的测量，闲置时功率减少了 23%，同时还获得了拥有成本收益。 HGST 使用 7 个盘片来驱动 Helium 中的 4TB 容量，而如今大多数 6TB 驱动器使用 XNUMX 个或 XNUMX 个盘片。 有趣的是，这表明该平台具有更大的容量优势和更密集的盘片，这使得 Helium 有可能成为通往下一代主流硬盘驱动器的非常引人注目的桥梁，后者将使用 HAMR 技术（SMR 的用例有限）来增加密度和驱动器容量.
对于升级当前系统速度较慢的企业而言，6TB 的意义要大得多。 较旧的存储阵列通常使用 2TB 或 3TB 硬盘驱动器，这意味着使用 Helium 驱动器时，这些组织可能会谈论在相同机架 U 数中将存储密度提高 2 倍或 3 倍。 当然，这不仅仅是 HGST 的优势，其他供应商也在向市场推出更高容量的硬盘，HGST 只是第一家批量出货 6TB 硬盘的厂商。 当以每 TB 为基础进行评估时，密度的任何跳跃都会带来相当大的经济收益。 由于容量增加，每 TB 的功耗显着降低，数据中心每 TB 的重量（对于高架地板很重要）也有所改善，而且 Helium 驱动器比五盘驱动器轻 50 克。
不过，从 HGST 的角度来看，最大的问题是主流存储供应商将以多快的速度获得资格并采用 Helium 驱动器。 有一种观点认为，作为新技术，供应商和企业用户可能不愿意采用密封驱动器，尤其是考虑到所有其他 HDD 供应商都采用传统路径（非密封驱动器）来生产 5TB 和 6TB 硬盘驱动器。 还有一个“单一来源”的论点最近似乎站不住脚，因为 HDD 供应商以令人兴奋的新方式（包括氦气）相互分离。 在氦气发挥重要作用的空间中，这些问题都得到了一定程度的缓解。 对于那些自己推出或在超大规模/网络规模环境中运营的人来说，存储部署规则略有不同。 氦气现在已经准备就绪，上面列出的所有密度和功率优势都比主流阵列供应商的温和反对要多。 HGST 还包括其标准的五年保修和 2,000,000 小时 MTBF 规格的驱动器，这在业界处于领先地位。
6TB Helium 硬盘现在以 SAS 和 SATA 接口供货。 我们的审查样本包括每个模型中的两个。
HGST 氦硬盘规格
- 型号
- SAS: HUS726060ALS640 / 0F18370, HUS726060ALS641 / 0F20577
- SATA: HUS726060ALA640 / 0F18335, HUS726060ALA641 / 0F20572
- 接口：SAS 6Gb/s，SATA 6Gb/s
- 容量（GB）：6TB
- 扇区大小（可变，字节/扇区）：512 / 520 / 528 （SAS）, 512n （SATA）
- 最大面密度 (Gbits/sq. in.)：544
- 外形：3.5 英寸 HDD
- 性能：
- 数据缓冲区 (MB)：64
- 转速（RPM）：7200
- 接口传输速率（MB/秒，最大值）：600
- 持续传输速率（MB/秒，典型值）：177
- 寻道时间（读取，毫秒，典型值）：8.5
- 可靠性：
- 错误率（不可恢复，位读取）：1 in 10^15
- MTBF（百万小时）：2.0
- 加载/卸载循环：600,000
- 可用性（小时/天 x 天/周）：24×7
- 可靠性 – 保修期（年）：5
- 闲置（贝尔）：2.0
- 电力
- 要求：+5 VDC (+/-5%), +12VDC (+/-5%)
- 启动电流（A，最大值）：1.2 (+5V), 2.0 (+12V)
- 读/写（W，平均）：8.8 （SAS），7.3 （SATA）
- 主动空闲（W，平均）：5.7 （SAS）, 5.3 （SATA）
- 卸载空闲 (W)：4.1 （SAS）, 3.7 （SATA）
- 物理尺寸
- Z 轴高度（毫米）：26.1
- 尺寸（宽 x 深，mm）：101.6(+/-0.25)x147
- 重量（克，最大）：640
- 环境（运行）
- 环境温度：5º 至 60ºC
- 冲击（半正弦波）：70
- 振动（5 至 500Hz）：0.67 (XYZ)
- 环境（非经营）
- 环境温度：-40º 至 70ºC
- 冲击（半正弦波）：300
- 振动（5 至 500Hz）：1.04 (XYZ)
设计与建造
正如我们上面提到的，HGST 使用其独特的 HelioSeal 工艺，使 Ultrastar He6 成为业界首款可以经济高效地批量生产的密封充氦 HDD。 此外，氦气构建使 HGST 的新 7Stac 磁盘设计容量达到 6TB，成为业界容量最大的 HDD，具有同类最佳的云存储 TCO 以及大规模横向扩展环境、磁盘到磁盘备份和复制或 RAID 环境。 硬盘正面贴有硬盘基本信息的标签，包括产品名称、容量和HGST标志。
由于 Helium 是一种密封驱动技术，因此驱动器的封装有所不同。 虽然大多数硬盘驱动器都是组装在一个用螺丝固定在一起的外壳内的组件，但氦气驱动器必须融合在一起以将氦气密封在里面。
He6 比它的充气式同类产品安静得多，包括 Ultrastar 7K4000，与 He2.9 的 6bels 相比，它在空转时拥有 2bels。 除了更安静之外，该驱动器还使用比旧的 5 盘片 7K4000 少得多的功率。 在我们的测试中，我们测得 He5.56 HDD 的空闲有功功率为 6W，而旧驱动器的功耗为 7.68W。
应用性能分析
HGST 无法提供所需数量的硬盘驱动器 应用性能测试. 如果将来这种情况发生变化，这些结果将附在此处。
测试背景和比较
本次审查的 SAS Enterprise HDD 可比产品：
本次评测的 SATA Enterprise HDD 可比产品：
- 西部数据 RE4 4TB
- 希捷星座 ES.2 3TB
- 希捷星座 CS 3TB
- 西部数据SE 4TB
企业综合工作负载分析
我们的企业硬盘驱动器基准测试流程以相同的工作负载将每个驱动器置于稳定状态，设备将在 16 个线程的重负载下进行测试，每个线程有 16 个未完成队列，然后在多线程/队列中以设定的时间间隔进行测试深度配置文件以显示轻度和重度使用下的性能。 由于硬盘驱动器很快就会达到其额定性能水平，因此我们只绘制出每个测试的主要部分。
预处理和初级稳态测试：
- 吞吐量（读+写 IOPS 聚合）
- 平均延迟（读+写延迟一起平均）
- 最大延迟（峰值读取或写入延迟）
- 延迟标准偏差（读+写标准偏差一起平均）
我们的企业综合工作负载分析包括四个基于实际任务的配置文件。 开发这些配置文件是为了更容易与我们过去的基准测试以及广泛发布的值（例如最大 4K 读写速度和 8K 70/30，通常用于企业驱动器）进行比较。
- 4K
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% 读取，30% 写入
- 100% 8K
- 128K（连续）
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 128K
在我们的第一个企业工作负载中，我们测量了具有 4% 写入和 100% 读取活动的随机 100k 性能的长样本，以获得我们的峰值持续随机 I/O 结果。 Ultrastar He6 SAS 在读取列中排名中等，仅次于希捷 Constellation (4TB)。 在写入性能方面，它排在最后。
对于 SATA 接口，Ultrastar He6 在读取性能方面排名第二，但在写入性能方面垫底，以微弱优势击败垫底的希捷 Constellation 3TB。
在我们的随机 256K 读写测试中，由于有效队列深度为 4，Ultrastar He6 SAS 测得的平均读写延迟分别为 1,107.73 毫秒和 1,442.20 毫秒。
- Ultrastar He6 SATA 接口的读取时间为 1,850.92 毫秒，写入时间为 1,443.61 毫秒，位居榜首。 WD RE4 4TB 停止读取和写入活动。
比较每个 SAS 驱动器的峰值响应时间，He6 SAS 在读取延迟方面排名中等，但以最高的写入延迟排在最后一位，差距很大。
在我们的 SATA 系列中，我们测量了 He6 的峰值读取延迟接近顶部，但它在写入列中表现不佳。
查看与我们的标准偏差测量的延迟一致性，He6 SAS 在读取和写入活动方面的测量值最高。
He6 SATA 接口在读取列中的表现要好得多，尽管写入标准偏差仍然很高。
与我们在 16% 16k 写入测试中执行的固定 100 线程、4 队列最大工作负载相比，我们的混合工作负载配置文件可在各种线程/队列组合中扩展性能。 在这些测试中，我们将工作负载强度从 2 个线程和 2 个队列扩展到 16 个线程和 16 个队列。 在扩展的8k 70/30测试中，He6排名垫底，但远高于希捷Constellation 3TB，后者从一开始就基本持平。
He6 SATA 接口表现更好，以 168IOPS by 16T/16Q 位居榜首。
在测量 He6 SAS 的平均延迟时，我们看到响应时间在 33.65T/2Q 时从 2 毫秒开始，在 1266.53T/16Q 时达到 16 毫秒，位居榜首。
SATA 接口表现出势均力敌的竞争，直到最后，He6 SATA 在 1516.51T/16Q 中获得了最低的平均延迟 16ms。
在我们的峰值延迟 8k 70/30 工作负载中，He6 SAS 具有较高的响应时间之一，在测试结束时达到 3898.8 毫秒。
SATA 接口的表现要好得多，最低峰值毫秒为 4236.21，以微弱优势击败希捷 Constellation 3TB。
深入研究我们的延迟一致性测试，He6 SAS 在 629.87T16Q 时的标准偏差数字最高，为 16 毫秒。
SATA接口版本的He6再次表现出色，以16ms的成绩以16T/441.4Q位居榜首。
我们的 企业综合工作负载 128K 测试是一个大块顺序测试，显示了盘片驱动器的最高顺序传输速度。 看看 128% 写入和 100% 读取活动的 100K 性能，He6 SAS 以 184,015KB/s 的读取速度和 183,766KB/s 的写入速度令人印象深刻，在这两个类别中均名列前茅。
He6 SATA 接口的性能几乎相同，读取速度为 182,131KB/s，写入速度为 182,203KB/s。
结语
HGST 的 Ultrastar Helium Platform 硬盘驱动器系列——提供 SATA 或 SAS 6Gb/s 接口——是 HDD 容量的重大进步，是面临指数级数据增长的企业的理想选择，因为它们提供了一个巨大的单一 6TB 容量点. 与当今领先的 50TB 容量产品相比，这是 4% 的巨大收益，并且对于容量较低的驱动器而言，同一机架 U 中的存储密度将增加两到三倍，这将使企业和企业能够创建更高密度的数据中心。
查看 Ultrastar Helium Platform 硬盘驱动器的性能，我们发现所有企业综合工作负载的性能处于中等水平。 在我们的顺序 128K 基准测试中，SAS Ultrastar Helium 拥有 184MB/s 的读取速度和 183MB/s 的写入速度，这使其成为 SAS 组中的佼佼者。 对于 SATA 版本，我们测得读写速度为 182MB/s，仅次于 Seagate Constellation CS。 总体而言，作为 7K 型号，随机访问并不是驱动器的强项，尽管它确实与其他 SATA 和 SAS HDD 竞争得很好，但在大多数情况下并不是最好的。
尽管很难不向那些需要增加容量的人推荐 Ultrastar Helium Platform 硬盘，但它们仍然是一项没有先例可比的新技术，而且还没有建立可靠的记录。 因此，一些企业用户和阵列供应商可能会觉得这有点冒险； 然而，我们的基准测试中的性能数据多少令人放心，而且 HGST 提供业内最高的保修和 MTBF 组合。 唯一的另一个问题是定价，在本次审查时单机定价大约为 850 美元，6TB 驱动器确实有溢价，尽管随着更多 >4TB 型号进入市场，这些价格应该会下降。
优点
- 行业领先产能
- 强大的顺序性能
- 比传统 7k 4TB HDD 更低的功耗
缺点
- 尚无记录的新技术
- 初始价格高
底线
HGST Helium 硬盘驱动器在处理正在积累的庞大数据量时提供了一个新的选择。 Helium 驱动器具有广泛的用例，并且在性能方面不低于当前的 4TB 驱动器。 再加上强大的 TCO 论据，6TB Heliums 将进入许多数据中心。
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