具有 TurboBoost 评测的希捷企业级性能 15K 硬盘

by 亚当·阿姆斯特朗 on 2015 年 3 月 30 日

企业版 ◇ 硬盘

Seagate Enterprise Performance 15k HDD 是 Seagate Enterprise Performance 系列的第五代产品。该驱动器采用 2.5 英寸外形规格的 15K SAS 12Gb/s HDD，配备 32GB eMLC 闪存的“TurboBoost”，可实现更快的读写性能以及 128MB 多段缓存。该硬盘的最大容量为 600GB，是上一代容量的两倍。对于考虑到数据安全性的买家，还提供了一种具有即时安全擦除功能的安全模型。

顾名思义，这些驱动器旨在提供关键任务情况下的性能。 2.5 英寸的外形尺寸比 3.5 英寸的传统驱动器具有更高的密度和功耗。 TurboBoost 功能允许加速 I/O 操作、优化响应时间、改进热数据性能，同时提供可预测的性能。 Seagate Enterprise Performance 15k HDD 非常适合托管基于交易的应用程序的一级企业服务器、刀片式服务器、机架式服务器和塔式服务器，以及电力和空间受限且需要合规性和数据安全性的数据中心。

Enterprise Performance 提供 300GB 和 600GB 容量，提供 5 年保修，起价为 319.99 美元（300GB 型号）。我们的评测集由 Dot Hill AssuredSAN 600 阵列中的 4824 个 XNUMXGB 非安全驱动器组成。

企业级性能 15K 硬盘规格：

容量（标准 | 安全 | 安全 FIPS 140-2）
512e：
- 600GB (ST600MX0052 | ST600MX0062 | ST600MX0072)
- 300GB（ST300MX0012 | ST300MX0022 | 不适用）
4k 原生：
- 600GB（ST600MP008 | ST600MX0092 | ST600MX0102）
- 300GB（ST300MX0032 | ST300MX0042 | 不适用）
外形尺寸：2.5″
接口：SAS 12Gb/s
加密：无、标准加密或 FIPS
NAND 闪存类型：eMLC
NAND闪存大小：32GB
每分钟转数：15,000K
MTBF/ARF：2 万/0.44%
电源：
- 典型工作 (A) +5V/+12V：
  - 600GB：0.44/0.54
  - 300GB：0.46/0.51
- 平均闲置功率 (W)：
  - 600GB：5.3
  - 300GB：4.8
- 平均工作功率（瓦）
  - 600GB：8.7
  - 300GB：8.4
环境：
- 环境温度，工作 (C°)：5 至 55
- 环境温度，非工作 (C°)：-40 至 70
- 温度变化率/小时，最大值 (°C)：20
- 相对湿度，非冷凝（最大梯度 20%/小时）：5% 至 95%
- 冲击，最大操作：11 毫秒 (Gs)：40
- 冲击，最大非操作：2 毫秒 (Gs)：400
- 振动，运行：<400Hz (Gs)：0.5
- 振动，非工作：<500Hz (Gs)：2.4
保修期：5 年有限保修

设计与建造

希捷企业级高性能 15k 硬盘是一款 2.5 英寸规格的硬盘，厚度为 15 毫米。该硬盘的设计延续了其前代产品的传统，外观与希捷混合硬盘 (SSHD)几乎完全相同。顶部贴有产品信息标签，标明了容量和接口等相关规格。硬盘侧面设有四个螺丝孔，方便安装。硬盘底部大部分为黑色，电路板裸露在外。

驱动器的正面具有传统的 SAS 接口。

在带有 TurboBoost 的 Seagate 15k 内部，主控制器是一个 Marvell 芯片组，可以看到大型 32GB 三星 eMLC NAND 封装。

测试背景和比较

本次审查的 SAS Enterprise HDD 可比产品：

我们正在Dot Hill AssuredSAN 4824上测试这些硬盘。

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、通过 Benchmark Factory 测试 SQL Server 性能，以及通过 VMware 的 VMmark 测试虚拟化性能。

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。

在我们的平均每秒交易量基准测试中，希捷企业级 Performance 15k HDD 以 890.01 TPS 的成绩一开始位居榜首，并成功保持领先地位。在整个测试过程中，它以微弱优势击败了它的 SSHD 同类产品。

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，TurboBoost 的 15k 在每一步都以微弱优势击败 SSHD，再次名列前茅。

就我们最糟糕的 MySQL 延迟情况（第 99 个百分位延迟）而言，采用 TurboBoost 的 15k 通过每一步都以微弱优势击败 SSHD 来重复其性能。

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 685GB（3,000 规模）SQL Server 数据库并测量事务性能和 30,000 VU 负载的延迟。我们还包括来自较小的 333GB（1,500 规模）SQL Server 数据库的结果，以更好地调整缓存大小以适应工作负载。

与 Sysbench 测试一样，就性能定位而言，结果非常相似。配备 TurboBoost 的 15k 在每秒交易量方面名列前茅，得分为 5364.9 TPS，比 SSHD 高出约 300 TPS。

从延迟来看，采用 TurboBoost 的 15k 具有最低的整体延迟，为 850 毫秒。

移动到较小的数据库大小，结果总体上更接近。尽管结果彼此相差都在 20 TPS 以内，但使用 TurboBoost 的 15k 再次以 3,102.4 TPS 高出 SSHD 约 7 TPS 位居榜首。

延迟也很接近，彼此相差在 30 毫秒以内，但在这里更清楚一点的是，使用 TurboBoost 的 15k 表现最好，为 93 毫秒。

我们的 VMmark 协议利用一系列基于常见虚拟化工作负载和管理任务的子测试，结果使用基于图块的单元测量，该单元对应于系统执行各种虚拟工作负载的能力，例如虚拟机的克隆和部署，跨数据中心的自动 VM 负载平衡、VM 实时迁移 (vMotion) 和动态数据存储重定位 (storage vMotion)。

比较标准化的 VMmark 2.5.1 性能，具有 TurboBoost 的希捷 15k 能够扩展到 10-tile 的负载，而 Seagate Savvio 10K.7 的最高负载为 2-tile，Seagate SSHD 的最高负载为 4-tile . 从运行的负载来看，采用 TurboBoost 的 15k 在性能上具有优势。

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（连续）
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 8k
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，使用 TurboBoost 测量希捷 15k 整个 LBA 频谱的性能在读取性能方面略低于 SSHD。带有 TurboBoost 的 15k 的读取性能为 55,026 IOPS，而 SSHD 的读取性能为 59,024 IOPS。然而，带有 TurboBoost 的 15k 以 8,793 IOPS 刚刚超过 SSHD 的写入性能位居榜首。

查看平均延迟，我们看到与上述类似的结果，SSHD 再次具有最佳读取速度，为 4.33ms，而 15k 为 4.65ms，而采用 TurboBoost 的 15k 具有最佳写入速度，为 29.11ms，而 SSHD 为 30ms。

对于最大延迟，这是我们第一次看到采用 TurboBoost 的 15k 以 954.9 毫秒的读取速度垫底，而它以 399.9 毫秒的延迟写入速度落后于 SSHD。

使用 TurboBoost 的 15k 的标准偏差显示出更好的性能，它以 14.9ms 的读取速度和 28.9ms 的写入速度落在 Seagate 驱动器的中间。 SSHD 再次名列前茅。

下一个测试再次将驱动器置于 100% 读/写活动下，这次是 8K 顺序吞吐量。采用 TurboBoost 的 15k 再次以 145,868 IOPS 的读取性能和 56,367 IOPS 的写入性能位居榜首，尽管整个写入性能相当接近。

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，采用 TurboBoost 的 15k 和 SSHD 运行得相当接近，但采用 TurboBoost 的 15k 在大部分测试中都处于领先地位，达到了 10,948 IOPS 的峰值。

在我们的平均延迟基准测试中，我们再次看到 SSHD 和带 urbo 的 15k 将其推向榜首，只是这一次它们在整个测试过程中跑得更近了。但是，在大多数测试中，采用 TurboBoost 的 15k 确实保持了非常小的领先优势。

从最大延迟来看，采用 TurboBoost 的 15k 再次跌至最低。两种混合驱动器都表现出相当不一致的性能。 10k7 驱动器在进入终端队列之前以最低延迟执行。

标准偏差再次显示具有 TurboBoost 的 15k 具有最弱的性能，但它并不像最大延迟那样不一致。

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，采用 TurboBoost 的 15k 再次显示出整体最佳性能，读取速度为 3.15GB/s，写入速度为 1.83GB/s。

结语

Seagate Enterprise Performance 15k HDD 是一款 2.5” 15K HDD，带有 12Gb/s SAS 接口。该驱动器配备希捷的 TurboBoost，它增加了 32GB 的 eMLC NAND 以及 128MB 的缓存以提高性能。这些驱动器针对高性能应用程序，例如托管热数据的服务器以及创建刀片式、机架式和塔式服务器以托管基于交易的应用程序。这些驱动器有 300GB 和 600GB 两种容量，并提供 5 年保修。

在性能方面，Seagate Enterprise Performance 15k HDD 与其 Seagate 兄弟相比表现相当出色，包括优于其较旧的混合硬盘 turbo SSHD。带有 TurboBoost 的 15k 在应用程序测试中表现非常出色，在每项测试中都名列前茅，尽管 SSHD 紧随其后。在我们的 VMmark 测试中，它还将加载多达 10 个区块，而其他驱动器最高为 4 个区块和 2 个区块。

在我们的综合工作负载中，Seagate Enterprise Performance 15k HDD 表现非常出色，在许多测试中名列前茅。在我们的 4k 基准测试中，采用 TurboBoost 的 15k 以 8,793 IOPS 和 29.11 毫秒的最高写入平均延迟在吞吐量写入性能方面名列前茅。在8k 100%读写吞吐量中，该硬盘以145,868 IOPS读取和56,367 IOPS写入的吞吐量性能在读写中均位居榜首。它向我们展示了 3.15GB/s 的读取速度和 1.83GB/s 的写入大块顺序测试。

希捷在弥合这些最新的支持闪存缓存的驱动器方面做得很好。虽然总体上肯定不如 SSD 快，但 TurboBoost 确实比标准 HDD 提供了非常显着的性能提升，并且 SAS 接口使其比以美元/GB 竞争的低成本 SATA SSD 更强大。诚然，闪存接管这些驱动器解决的高性能领域只是时间问题，但在此期间，希捷有另一种产品表现良好，适用于仍然需要硬盘驱动器的成本或收益或需要依赖的市场磁盘由于其他原因。

优点