iXsystems Titan iX-316J 是一个 16 3.5 英寸托架、JBOD 存储扩展架。 JBOD 已成为 存储审查实验室，使我们能够通过 LSI 9207-8e SAS 扩展器将 SATA 或 SAS 驱动器直接连接到主机计算系统。 iX-316J 可用于各种用例，从接受高达 64TB 的 SATA 驱动器，一直到速度更快的 2.5" 10K 和 15K 驱动器，如果用户选择走那条路的话。 在这篇评测中，我们研究了三组不同的硬盘驱动器，清楚地说明了现代企业硬盘驱动器在性能与容量之间的权衡。
iXsystems Titan iX-316J 是一个 16 3.5 英寸托架、JBOD 存储扩展架。 JBOD 已成为 存储审查实验室，使我们能够通过 LSI 9207-8e SAS 扩展器将 SATA 或 SAS 驱动器直接连接到主机计算系统。 iX-316J 可用于各种用例，从接受高达 64TB 的 SATA 驱动器，一直到速度更快的 2.5" 10K 和 15K 驱动器，如果用户选择走那条路的话。 在这篇评测中，我们研究了三组不同的硬盘驱动器，清楚地说明了现代企业硬盘驱动器在性能与容量之间的权衡。
存储架或 JBOD 的概念是存储架构中较为基本的概念之一。 机箱本质上是驱动器，通过主机中的 SAS 电缆和 HBA 连接到主机。 这种类型的安排在企业用户希望将存储保留在主机本地，但可能已经超出可用驱动器托架，或者有其他独特要求并且不需要完整的 SAN 的情况下继续流行自己的存储控制器。 事实上，展望未来，我们将展示这些与缓存解决方案配对的相同硬盘驱动器配置，以展示闪存和软件如何使企业环境中的大型硬盘驱动器阵列受益。 JBOD 的用例随着主机端的新技术和强大的计算能力而不断扩展。
iXsystems Titan iX-316J 规格
- 外形规格：3U 存储机箱支持多达 16 个硬盘驱动器
- 尺寸：17.2 英寸宽 x 5.2 英寸高 x 25.5 英寸深
- 风扇：6 x 40×56，4 针 PWM 风扇组件
- 安装导轨：导轨套件，快速/快速
- 硬盘驱动器托架：16 x 3.5” 热插拔 SAS/SATA – SATA 驱动器需要插入器附加卡
- RAID 支持：通过主机 RAID 控制器支持
- SAS2合规性
- 6Gb 支持
- SAS 连接：与任何 SAS、SAS2.0 或 SAS3.0 主机总线适配器兼容
- 2 个 SFF-8088 连接器
- 电源：带 PMBus 的冗余 720W 高效电源
影片总览
建筑与设计
iXsystems Titan iX-316J 是一个 3U 机架安装外壳，带有 16 个可从前面访问的 3.5 英寸驱动器托架。 它提供一个主动-主动 HA SAS 接口以连接到两个主机，以及一个扩展端口以将多个 JBOD 单元串在一起。 通过使用通用驱动器盒，它本身支持 3.5 英寸和 2.5 英寸驱动器。 虽然 SAS 和 SATA 驱动器均受支持，但 SATA 驱动器必须使用适配器才能为其提供双端口功能。 Titan 316J 的正面配备了一个电源开关，以及在连接处于活动状态和设备在线时显示的接口灯。 这个特殊的机箱在设计时考虑到了 JBOD 和存储服务器的职责，在我们的配置中有些灯没有连接。
iXsystems Titan iX-316J 的背面非常基本，因为该装置不包含您可能在服务器中找到的任何计算接口。 与该装置的唯一连接是两个电源和四个 SAS 连接。 内部扩展器的主要链接是一个 4 通道 SFF-8088 连接，使该单元的峰值传输速度约为 2,400MB/s。 每侧的一个端口专用于连接到将托管它的服务器，而另外两个端口用于将 316J 连接到另一个 JBOD 架。
由于该单元和背板适用于 HA 环境，iXsystems 为我们提供了 LSI SATA-to-SAS 适配器，我们在测试带有 SATA 硬盘驱动器的 JBOD 时使用了这些适配器。 驱动器盒在设计时就考虑到了这些适配器，因此安装起来轻而易举。
为了快速轻松地进行机架安装，iXsystems 包括一个带有 Titan iX-316J JBOD 的滑轨套件。 安装仅需几分钟，因为导轨在我们的机架中卡入到位，无需使用工具。 安装后，延长接收导轨，将安装导轨安装在机箱侧面，然后将设备滑入到位。
测试背景和比较
iXsystems Titan 316J JBOD 支持 3.5 英寸和 2.5 英寸 SATA 和 SATA 硬盘驱动器。 对于这次审查，我们使用了带有 SAS 适配器的大容量 4TB 7,200RPM SATA 驱动器，以及 2.5 英寸 10K 和 15K SAS 驱动器。
本次评测中使用的硬盘：
- 东芝 MK01GRRB （147GB、15,000RPM、6.0Gb/秒 SAS）
- 东芝 MBF2600RC（600GB，10,000RPM，6.0Gb/s SAS）
- 日立 Ultrastar 7K4000（4TB，7,200RPM，6.0Gb/s SATA）
所有企业存储设备都在我们的下一代企业测试平台上进行了基准测试，该平台基于 联想ThinkServer RD630. ThinkServer RD630 配置有：
- 2 个英特尔至强 E5-2620（2.0GHz，15MB 缓存）
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 位、Windows Server 2012 64 位和 CentOS 6.3 64 位
- 英特尔 C602 芯片组
- 内存 – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- LSI 9207 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
企业综合工作负载分析
我们的企业存储基准流程首先分析驱动器在彻底预处理阶段的运行方式。 每个可比较的硬盘驱动器阵列都设置在 RAID10 中，允许完全同步，然后在 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，低至 2 个线程的轻负载，每个线程有 2 个未完成队列线。
我们在随机工作负载中测量的性能属性：
- 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六个配置文件，其中一些基于真实世界的任务。 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。 我们还包括两个传统的混合工作负载，传统的文件服务器和网络服务器，每个都提供广泛的传输大小组合。
- 顺序
- 8K
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 8K
- 128
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 128K
- 8K
- 随机
- 4K
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% 读取，30% 写入
- 100% 8K
- 文件服务器
- 80% 读取，20% 写入
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- 支持网络端
- 100% 阅读
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
- 4K
我们在测量 iXsystems Titan iX-316J 性能时看的第一个测试是 8K 顺序读写。 在本次测试中，主轴速度和面密度都发挥了作用，7,200RPM Hitachi Ultrastar 7K4000 RAID10 提供了最快的 8K 读取速度，测得 911MB/s，而 Toshiba 15K RAID10 测得 811MB/s，Toshiba 10K RAID10 测得612MB/秒。 比较写入速度，15K RAID10 为 186MB/s，10K RAID10 为 178MB/s，7.2K RAID10 为 82MB/s。
我们的下一个顺序测试测量了大块传输速度。 在此测试中，15K SAS 阵列的读取速度为 1,535MB/s，写入速度为 839MB/s，7.2K SATA 阵列的读取速度为 1,361MB/s，写入速度为 912MB/s，10K SAS 阵列以 1,142MB/s 的速度垫底读取和 540MB/s 写入。
对于本次审查中的其余基准测试，我们从顺序测试切换到完全随机测试。 从 iX-316J，我们能够从 6,162K SAS 驱动器获得 4 IOPS 3,474K 读取和 4 IOPS 15K 写入，从 4,379K SAS 驱动器获得 4 IOPS 2,361K 读取和 4 IOPS 10K 写入，以及从 2,218 获得 4 IOPS 1,069K 读取和 4 IOPS 7.2K 写入K SATA 驱动器。
比较我们 100% 4K 随机测试的平均延迟，当 iXsystems Titan iX-316J 配备 15K SAS 驱动器时，响应时间低至读取 41 毫秒和写入 73 毫秒。 安装更大容量的 7.2K SATA 驱动器后，读取延迟增加到 115 毫秒，写入延迟增加到 239 毫秒，有效队列深度为 256。
比较最大延迟，10K 和 15K 阵列的峰值响应时间最短，而 7.2K 阵列的峰值响应时间最长。
比较我们的 iX-316J 中的延迟一致性，15K SAS 阵列提供最低的读取延迟标准偏差和写入标准偏差。 有线性颠簸向下移动到 10K 或 7.2K 主轴速度，这表明了解工作负载并根据要求选择最有意义的驱动器是有意义的。
切换到我们的 8K 70/30 配置文件，工作负载从 2T/2Q 扩展到 16T/16Q，我们测得 4,803K SAS RAID15 阵列的峰值 I/O 速率为 10 IOPS，3,600K 阵列为 10 IOPS，1,673 IOPS 7.2K阵列。
如果要求将延迟保持在 20 毫秒以下，则发现 10K 和 15K SAS 阵列的速度点的有效队列深度为 32 或以下。 在此设置中，2,686K SAS 阵列的最大吞吐量为 15 IOPS，2,055K SAS 阵列的最大吞吐量为 10 IOPS。 保持对 7.2K SATA 阵列的相同要求，其最佳点是有效队列深度为 8 或更低，可提供 460 IOPS 的峰值吞吐量。
对于每个主轴速度，将有效队列深度保持在 32 以下可使最大响应时间保持最低，对 7.2K 阵列的影响最大。
在延迟一致性方面，10K 和 15K SAS 驱动器在较低队列深度下提供相似的性能，在最高有效队列深度上 15K SAS 驱动器具有优势。
切换到我们的文件服务器工作负载后，主轴速度对我们的 16 盘位 iX-316J 的影响变得更加明显。 在 256 的峰值有效队列深度下，15K SAS 阵列测得 4,943 IOPS，而 10K SAS 阵列测得 3,652 IOPS。 7.2K 阵列最高时仅提供 1,296 IOPS。
比较 16 盘位 JBOD 中每种驱动器类型之间的平均延迟，10K 和 15K SAS 驱动器在我们的文件服务器工作负载中提供了最佳性能，而 7.2K 阵列在该区域具有更高的延迟。 就最佳性能与延迟而言，SAS 阵列提供了最佳性能，而不会因队列深度低于 32（10K 阵列）和 64（15K 阵列）的高延迟而陷入困境。
比较峰值响应时间，两个 SAS 阵列在有效队列深度 500 及以下时将延迟保持在 64 毫秒以下。 对于 7.2K SATA 阵列，有效队列深度负载超过 32 会导致峰值响应时间急剧上升。
比较文件服务器配置文件中的延迟标准偏差，我们发现 10K 和 15K 阵列的性能相似，其中 15K 阵列在最高有效队列深度处具有优势。 在这个特定的传输配置文件中，较慢的 7.2K 硬盘驱动器在负载增加超过 32 的有效速率时更难保持延迟一致。
我们最后一个涵盖模拟 Web 服务器活动的配置文件是完全只读的。 在此设置中，7,200RPM 硬盘驱动器能够保持比之前混合写入活动的测试更好的速度。在我们的最高线程和队列计数下，我们使用 5,786K SAS 阵列测得的峰值 I/O 速率为 15 IOPS ，我们的 4,068K SAS 阵列为 10 IOPS，而 2,081K SATA 阵列为 7.2 IOPS。
iXsystems Titan iX-10J 内部的 15K 和 316K SAS 阵列能够在有效队列深度低于 64 时控制平均延迟，而 7.2K 阵列在平均延迟显着增加之前的下限为 32。
我们的 Web 服务器测试中的最大延迟与平均延迟部分的结果相似，其中峰值响应时间在有效队列深度低于 64 或 32 时保持在最低水平（分别针对 10/15K SAS 阵列和 7.2K SATA 阵列）。
在没有写入活动的情况下，15K SAS 阵列在整个线程和队列级别范围内具有最佳延迟标准偏差，其次是 10K，然后是 7.2K 阵列。 最佳点也是如此，对于更快的主轴和 64K 阵列的 EQD32 具有低于 EQD7.2 的最佳一致性。
总结
很多时候，无头 JBOD 非常适合不断增长的存储需求。 iXsystems Titan iX-316J 提供易于配置的 3U 机箱，配备 4TB 硬盘，可支持 64TB 的总容量。 当然，正如我们所展示的，它很容易适应 2.5 英寸驱动器，尽管与 iXsystems 2U 24 盘位 SFF 选项相比，您在这种情况下确实放弃了密度优势。 在兼容性方面，Titan iX-316J 可以通过行业标准的 SFF-8088 连接连接到 HBA 和 RAID 卡。 唯一的缺点是单个 4 通道 SAS 连接在 SAS 2,400Gb/s 上限制为 6.0MB/s，仅当您在此阵列中安装 SSD 时才适用。 该限制不会阻碍盘片驱动器，但每个峰值达到 500MB/s+ 的闪存驱动器将需要更多的 miniSAS 连接才能发挥其全部潜力。
10K 和 15K 硬盘驱动器阵列在我们的随机活动混合工作负载中提供了最大的吞吐量和最低的延迟。 在顺序工作负载中，7.2K RAID10 阵列提供了最高的 8K 读取速度和 128K 写入速度。 对于为特定应用程序决定最佳硬盘驱动器的企业购买者，他们需要权衡容量需求与性能需求，然后再考虑成本因素。 7.2K 驱动器提供最佳的性价比，但无法与速度更快的 10K 和 15K 驱动器的 I/O 性能相提并论。 对于某些需求，如备份或大容量存储，随机访问并不那么重要，这使得 7.2K 硬盘驱动器更具吸引力。 在这两种情况下，无论驱动器大小或接口如何，iXsystems Titan iX-316J 都能很好地工作。
优点
- 轻松部署到 HA 基础设施中
- 适用于 SAS 和 SATA 硬盘驱动器
- 兼容任何通过 SFF-8088 支持 JBOD 的设备
- 包括双电源
缺点
- 在某些场景下对 SSD 的吞吐量支持不足
底线
iXsystems Titan iX-316J 是一款易于部署的无头存储系统，具有广泛的企业用例。 虽然直接附加存储不一定很复杂，但它确实需要可靠地工作，iX-316J 在三组 SATA 和 SAS 硬盘驱动器上做到了这一点。
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