HGST Ultrastar Helium He8 8TB 企业级硬盘评测

by 亚当·阿姆斯特朗 on 2015 年 4 月 21 日

企业版 ◇ 硬盘

早在2012年9月，HGST就首次发布了其氦气硬盘平台。氦气硬盘于次年11月开始出货，截至上个月，HGST已售出超过一百万块。我们之前评测过Ultrastar He6 6TB氦气硬盘。现在，HGST进一步拓展了氦气技术，推出了容量更大的Ultrastar Helium He8 8TB企业级硬盘。He8提供SAS 12Gb/s和SATA 6Gb/s两种接口。该硬盘的转速为7,200RPM，磁盘缓存为128MB，持续读写速度为205MB/s。

正如我们之前所述，这款硬盘采用密封设计，并充入氦气以减少摩擦。由于硬盘内部扰动减少，因此可以容纳更多盘片，从而降低功耗。据HGST称，与6TB气雾硬盘相比，He8的待机功耗降低了23%，每TB功耗降低了44%。不仅如此，最新的氦气硬盘容量提升至8TB（比6TB硬盘高出33%），并且比叠瓦磁记录硬盘拥有更广泛的应用场景。He8的主要销售目标市场是企业和数据中心，在这些领域，高密度和大容量硬盘至关重要，并且需要权衡总体拥有成本（TCO）。

HGST Ultrastar Helium He8 8TB 企业级硬盘提供 5 年保修，零售价为 600 美元。

HGST 氦硬盘规格

型号
- SAS：HUH7280xxAL420y / HUH7280xxAL520y
- SATA: HUH7280xxALN60y / HUH7280xxALE60y
接口：SAS 12Gb/s，SATA 6Gb/s
容量（GB）：8TB
扇区大小（可变，字节/扇区）：
SAS：
- 512e: 512 / 520 / 528 512n
- 4Kn：4096，4112，4160，4224
SATA：
- 512e：512
- 4Kn：4096
最大面密度 (Gbits/sq. in.)：644
外形：3.5 英寸 HDD
性能：
- 数据缓冲区 (MB)：128
- 转速（RPM）：7200
- 接口传输速率（MB/秒，最大值）：600 (SATA) / 1,200 (SAS)
- 持续传输速率（MB/秒，典型值）：205
- 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）：2.5
- 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%)
- 运行 (W)：9.1 (SAS)、7.4 (SATA)
- 闲置 (W)：5.7 (SAS)、5.1 (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）：650
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)

设计和建造

Ultrastar He8 看起来与 He6 几乎相同，不同之处在于容量更高且重量稍重。 He8 是一款密封充氦硬盘驱动器，使 HGST 的 7Stac 磁盘设计容量达到 8TB，成为业界容量最大的 PMR 硬盘驱动器，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。

He8 比其充满空气的同类产品安静得多，它与 He6 一样安静。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。

测试背景和比较

本次审查的企业硬盘可比产品：

应用性能分析

在企业级市场，产品纸面性能与实际生产环境中的性能存在巨大差异。我们深知评估存储作为大型系统组件的重要性，尤其关注存储与关键企业应用程序交互时的响应速度。为此，我们推出了一系列应用程序测试，包括通过 SysBench 测试我们专有的 MySQL 性能，以及通过 Benchmark Factory 测试 SQL Server 性能。

通过 SysBench 应用程序测试对 Percona MySQL 数据库进行测试，以衡量 OLTP 活动的性能。在此测试配置中，我们使用一组Lenovo ThinkServer RD630 服务器，并将数据库环境加载到单个 SATA、SAS 或 PCIe 硬盘，或使用 LSI 9286-8e RAID 卡的一组硬盘上。此测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及 2 到 32 个线程范围内的平均第 99 百分位延迟。Percona 和 MariaDB 在其数据库的最新版本中都使用了 Fusion-io 闪存感知应用程序 API，但为了便于比较，我们仍使用它们的“传统”块存储模式对每个设备进行测试。

在我们的平均每秒事务处理基准测试中，He8 起步落后，以 280.77 TPS 居中，而 Seagate Enterprise Capacity 达到 336.28 TPS。

在我们的 Sysbench MySQL 测试中测量平均延迟讲述了一个类似的故事，He8 开始落后只是再次在 Seagate Enterprise 的中间结束。 He8 的平均延迟为 113.97 毫秒。

就我们最坏的 MySQL 延迟情况（第 99 个百分位延迟）而言，He8 再次排在中间，但它的表现始终优于 MG04SCA。

我们的下一个数据库测试涵盖 Microsoft SQL Server 环境中的性能，该环境利用 333GB（1,500 规模）SQL Server 数据库并测量事务性能和 15,000 VU 负载的延迟。

与 Sysbench 测试一样，就性能定位而言，结果非常相似。 He8 以 2873.4 TPS 的成绩在每秒交易量上再次排名第二。 Seagate Enterprise 以 3001.5 TPS 继续保持最佳表现。

延迟向我们展示了更多相同的情况，He8 落后于希捷更多一点，延迟为 477 毫秒，希捷为 255 毫秒。

企业综合工作负载分析

在启动每项fio 综合基准测试之前，我们的实验室会先对设备进行预处理，使其在 16 个线程、每个线程 16 个未处理队列的重负载下达到稳定状态。然后，我们会以设定的时间间隔，使用多种线程/队列深度配置对存储设备进行测试，以展示其在轻负载和重负载下的性能。预处理和主要稳定状态测试：

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）

我们的浓缩企业综合工作负载分析包括一个配置文件，旨在显示每个设备的峰值随机 I/O。此配置文件旨在用作与交叉引用制造商声称的随机传输速度相比较的基准。

4k
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 万
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 100% 4K 随机读写测试中，He8 以 314 IOPS 的写入性能位居榜首，遥遥领先于其他硬盘。另一方面，He8 的读取性能垫底，只有 136 IOPS，比性能第二接近的驱动器低大约 XNUMX。

查看平均延迟，我们再次看到 He8 在写入速度方面表现最佳，为 814.66 毫秒，在读取速度方面表现最差，为 1,867.99 毫秒。

在最大延迟的情况下，He8 以 3,204.9 毫秒的速度失去了写入的头把交椅，成为倒数第二，希捷再次以 1,709 毫秒的速度位居榜首。 He8 在读取延迟方面以 4,945 毫秒的速度大幅落后。 MG3,903SCA 的最高读取速度为 04 毫秒。

标准偏差显示 He8 以 163.85 毫秒的写入速度排名第二，以 505.18 毫秒的读取速度排名第三。

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。在吞吐量方面，He8 勉强垫底。在整个测试过程中，其他测试的驱动器或多或少地击败了它，其中 He6 几次低于 He8。 He8 的峰值为 203 IOPS。

在我们的平均延迟基准测试中，He8 开始接近，然后一直处于底部。

对于最大延迟，有时 He8 的整体延迟较低，但接近尾声时它再次排在最后。

在标准偏差方面，He8 的跑分更接近希捷，表现优于 He6 和 MG04SCA。

我们的 Enterprise Synthetic Workload 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。当查看 128% 写入和 100% 读取活动的 100K 性能时，虽然 He8 不是表现最好的，但它确实与性能最好的驱动器大致一致。 He8 的读写速度略低于 202MB/s。

结语

HGST Ultrastar Helium He8 8TB 企业级硬盘比之前的版本容量更大。 He8 具有 SAS 和 SATA 接口、7200 RPM 主轴速度和 128MB 的磁盘缓冲区。 HGST 表示，与 8TB 空气 HDD 相比，He33 提供的容量增加了 23%，闲置功率降低了 44%，瓦特/TB 提高了 6%。与 SMR 驱动器不同，He8 可以在大多数企业应用中使用，而不受 SMR 的限制。在我们对 6TB 模型的初步审查中，我们对推荐氦气驱动器犹豫不决，因为该技术相对较新。然而，HGST 现在已经部署了超过 3.5 万个氦气驱动器来证明他们的技术，并承诺将密封驱动器技术专门用于他们未来的 XNUMX 英寸容量生产线。

在性能方面，没有竞争性的 8TB 驱动器可以与之进行同类比较（Seagate Archive 是 8TB 驱动器，但使用 SMR 技术）。相反，我们将 He8 与其 6TB 兄弟以及 5TB 和 6TB 企业级硬盘进行了比较。 He8 在我们的应用程序性能分析中表现出色，在所有测试中名列第二。在我们的合成工作负载中，He8 在 4k 基准测试中的写入吞吐量最高，为 314 IOPS，平均延迟最低，为 814.66 毫秒。在我们的 8k 70% 读取/30% 写入中，He8 几乎落后于它的前身。在我们的大块 128k 测试中，我们看到读取和写入速度略低于 202MB/s，这与 HGST 声称的差不多。总体而言，与大容量存储层中的其他存储层相比，它的性能并不是最高的，但代价是用户获得了 33% 的容量以及充氦密封设计提供的功率优势。

最终，He8在融合前沿技术方面再次展现了HGST的设计实力。这个密封平台在 10TB HDD 中得到进一步利用，尽管是以主机管理的 SMR 形式。无论如何，HGST 获得了市场上最快的 8TB 驱动器的桂冠，并且在容量和性能至高无上的用例中，尽管每 TB 的定价溢价，He8 将赢得许多人的青睐。尽管它不是 SMR，但该驱动器在部署方面仍然存在局限性，这都不是它的错。由于重建时间和需要管理大量元数据表的阵列，RAID 环境可能仍然具有挑战性，可能不会立即过渡到这些或任何其他高容量驱动器。但对于那些使用存储堆栈的人来说，他们可以利用巨大的容量提升，并且不想受到竞争性 SMR 驱动器性能的影响，He8 应该是一个优秀的驱动器，着眼于更多 PB 规模的部署。

优点