早在 4 月，东芝就发布了 HK4 系列，这是其高性能企业级 SSD 的最新成员。 HK1.92系列有两种型号：超值续航型和阅读密集型。 东芝将硬盘的最大容量翻了一番，一路跑到最大3TB（HK960s最高可达4GB）。 与之前的型号一样，HK2.5 是 6 英寸外形尺寸，支持 SATA 4Gb/s 接口。 HKXNUMX 还具有重要的企业功能，包括完全断电和端到端保护，以及专有的 QSBC（四重摆动码）纠错技术，后者有助于保护数据免受由以下原因引起的损坏NAND 闪存介质磨损。
HK4 使用东芝的下一代 15 纳米 MLC NAND 东芝控制器，并提供他们所谓的一流应用程序性能。 HK4 有两种不同的型号，适用于两种不同的用例。 HK4R（这是支持每天写入一个驱动器的读取密集型版本）专为网络服务器、文件服务器、媒体流、视频点播、搜索引擎和热数据存储等应用而设计。 HK4R 运行到更高的 1.92TB 容量。 另一个版本是高耐用性的 HK4E 型号。 此模型在设计时考虑了混合工作负载，最多可提供三个 DWPD。
HK4 有两种型号，五种不同的容量，并提供 5 年保修。 在我们的审查中，我们将查看容量为 1.92TB 的读取密集型模型。
HK4系列规格：
- HK4R系列
- 外形尺寸：2.5 英寸，7.0 毫米
- 型号名称：THNSN8120P | THNSN8240P | THNSN8480P | THNSN8960P | THNSN81Q92
- 内存：15nm MLC NAND闪存
- 容量：120GB | 240GB | 480GB | 960GB | 1.92TB
- 性能
- 持续顺序读取 (64KiB)：500MiB/s
- 持续顺序写入 (64KiB)：120MiB/s | 270MiB/秒 | 480MiB/秒 | 480MiB/秒 | 480MiB/秒
- 持续随机读取 (4 KiB)：75K IOPS
- 持续随机写入 (4 KiB)：4K IOPS | 10K IOPS | 12K IOPS | 14K IOPS | 14K IOPS
- 接口：ACS-3，SATA 修订版 3.2
- 接口速度：6.0 Gbit/s、3.0 Gbit/s、1.5 Gbit/s
- 尺寸（长 x 宽 x 高）：100.0mm x 69.85mm x 7.00mm
- 每日工作日：1
设计和建造
外观在设计上没有太大变化，也没有太多理由对其进行大修。 企业 SSD 通常隐藏在数据中心中，因此需要性能而不是具有美学吸引力。 外壳是一个简单的铝制机身，上面有一个标签，上面写着型号、容量和认证等细节。
设备的侧面和底部显示了用于安装驱动器的螺孔。
驱动器中有两组螺钉，每组四个。 第一组固定外壳； 第二组将 PCB 固定到位。 卸下两组螺丝可以弹出 PCB。 在一侧，东芝控制器和 NAND 包很容易看到。
与 HK3 非常相似，NAND 仅位于 PCB 的一侧。
测试背景和比较
StorageReview企业测试实验室提供灵活的架构，用于在与管理员实际部署环境相近的环境中对企业存储设备进行基准测试。该实验室集成了各种服务器、网络、电源调节和其他网络基础设施，使我们的工作人员能够模拟真实环境，从而在评测过程中准确评估设备性能。
我们在评测中融入了实验室环境和测试流程的详细内容，以便IT专业人员和存储采购负责人能够了解我们取得以下结果的条件。我们所有的评测均未接受被测设备制造商的付费或监督。有关StorageReview企业测试实验室及其网络功能的更多详情，请参阅相关页面。
由于这是我们在测试过程中运行的首批 2TB SATA 样品之一，我们手头没有一组可比较的驱动器来进行同类比较。 为了帮助建立参考框架，我们从最近的 SAS3 审查小组中提取了数据，其中类似容量的驱动器通过我们的 SQL Server 和 MySQL 测试运行。 这些驱动器将显示更高的分数，这是预期的，但也可以深入了解东芝 HK4 的比较情况。 本次审核的应用程序工作负载比较：
- 希捷SAS3
- 东芝 PX04S SAS3
- HGST 1.6TB SAS3
本次审查的综合比较：
- 英特尔 S3500 480GB
- 美光 M500DC 480GB
- 三星 845DC 480GB
- 东芝 HK3R2 960GB
- 东芝HG6 512GB
- 闪迪 CloudSpeed Eco 960GB
- 美光 M510DC 480GB
- 三星 SM863 960GB （注意：SM863 是混合用途驱动器，不是读取密集型驱动器）
- 三星 PM863 960GB
应用程序工作负载分析
为了解企业级存储设备的性能特征，必须对实际生产环境中的基础架构和应用工作负载进行建模。因此，我们首先对东芝HK4硬盘进行基准测试，测试内容包括使用SysBench测试MySQL OLTP性能，以及使用模拟TCP-C工作负载测试Microsoft SQL Server OLTP性能。在我们的应用工作负载测试中，每个硬盘将运行2-4个配置相同的虚拟机。
StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 测试协议采用事务处理性能委员会 (TPC) 基准测试 C (TPC-C) 的最新草案。TPC-C 是一款在线事务处理基准测试，能够模拟复杂应用环境中的各种活动。与合成性能基准测试相比，TPC-C 基准测试更能准确地评估数据库环境中存储基础架构的性能优势和瓶颈。本次评测中，我们使用的每个 SQL Server 虚拟机实例都包含一个 333GB（1,500 规模）的 SQL Server 数据库，并在 15,000 个虚拟用户的负载下测量其事务性能和延迟。
查看 SQL Server 输出结果，我们发现东芝 HK4 的性能落后于速度更快的 SAS3 型号，但这也在意料之中，毕竟它是一款 SATA 硬盘。HK4 的总 TPS 为 6,245.67，每个虚拟机的 TPS 几乎相同，分别为 3,122.69 和 3,122.98。值得注意的是，虽然 HK4 在我们的基准测试中性能最低，但它仅比性能最佳的希捷 SAS硬盘（TPS 为 6305.24）慢了 60 TPS。
HK4 有两个单独的虚拟机，延迟为 61 毫秒，平均也为 61 毫秒。
下一个应用基准测试是使用SysBench 对Percona MySQL OLTP 数据库进行测量。该测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及平均第 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。
在平均每秒事务处理基准中，基于 SATA 的东芝 HK4 落后于 SAS3 比较驱动器，但仍以一致的方式执行工作负载。 各个 VM 给我们的 TPS 在 436 到 469 之间，总分是 1787.4 TPS。
查看平均 Sysbench 虚拟机延迟，我们测量了 68.15 毫秒到 73.39 毫秒之间的单个虚拟机，平均为 71.68 毫秒。
就我们最坏情况下的 MySQL 延迟情况（第 99 个百分位延迟）而言，HK4 给出的延迟在 135.15 毫秒到 138.67 毫秒之间，平均为 137.41 毫秒。
企业综合工作负载分析
闪存性能会随着驱动器对工作负载的适应而变化，这意味着在进行每次fio 综合基准测试之前，必须对闪存存储进行预处理，以确保基准测试的准确性。所有用于对比的驱动器均使用厂商提供的工具进行安全擦除，并在 16 个线程的高负载下（每个线程有 16 个未完成任务）进行预处理，使其达到稳定状态。
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）
预处理完成后，每个设备都会在多个线程/队列深度配置文件中按时间间隔进行测试，以显示轻度和重度使用情况下的性能。 我们对 Toshiba HK4 的综合工作负载分析使用了两个在制造商规范和基准测试中广泛使用的配置文件。 重要的是要考虑到合成工作负载永远不会 100% 代表生产工作负载中看到的活动，并且在某些方面不准确地描绘了现实世界中不会发生的场景中的驱动器。
- 4k
- 100% 读取和 100% 写入
- 8k
- 70% 读取/30% 写入
在我们的吞吐量 4k 写入预处理测试中，HK4 从高位开始，然后下降到第四位，然后以 32,000 IOPS 左右的稳定状态获得第二名。
查看平均延迟预处理，我们再次看到 HK4 始终具有更强的性能。 有时 HK4 的延迟最低，然后以不到 8 毫秒的稳态延迟位居第二。
与我们运行的所有最大延迟预处理测试一样，我们在整个过程中看到了几个峰值。 东芝 HK4 相当一致，只有少数尖峰 99.38 毫秒是最高的。 该驱动器以大约 70 毫秒的延迟位居第三。
标准偏差显示了 HK4 的另一个稳定表现。 HK4 与美光 500DC 并驾齐驱，最后被淘汰，以不到 6 毫秒的稳定状态结束。
在主要的 4k 综合基准测试中，HK4 以 79,709 IOPS 的读取吞吐量（总体排名第三）和 30,688 IOPS 的写入吞吐量（总体排名第二）成为性能更强的产品之一。
在平均延迟方面，HK4 以 8.34 毫秒的写入延迟（组中最好的）和 3.211 毫秒的读取延迟（整体第三，但紧随两台三星 SM863 之后）再次名列前茅显示 3.203ms 的延迟和 PM863 的 3.206ms 延迟）。
查看最大延迟，我们看到 HK4 在读取延迟方面落后于大多数其他驱动器，速度为 27.973 毫秒，位居第二。 HK4 确实具有更好的写入速度，延迟为 96.288 毫秒，位居第三。
标准偏差显示 HK4 的读取延迟大约在中间，为 2.048 毫秒，写入延迟再次排在第三位，为 6.285 毫秒。
我们的下一个工作负载使用 8k 传输，读取操作占 70%，写入操作占 30%。 在切换到主要测试之前，我们再次从预处理结果开始。 在这里，HK4 重复了其 4k 预处理的位置，具有良好的开端，从而获得了较高的完成度。 HK4 稳定在 39,000 IOPS 左右。
从平均延迟来看，HK4 再次开局强劲，最终以 6.5 毫秒左右的稳定状态位居榜首，位居第二。
包括 HK4 在内的所有驱动器的最大延迟都显示出大量跳跃和峰值。 HK4 能够在基准测试中排名第三，直到测试结束为止，最大延迟在大约 55 毫秒到 40 毫秒之间跳跃。
使用标准差时，HK4 的性能更加稳定，以不到 5 毫秒的延迟位居第二。
一旦驱动器经过预处理，我们就会切换到我们的 8k 70/30 主要基准测试。 从吞吐量来看，HK4 以 38,481 IOPS 的峰值位居第二。
HK4 的平均延迟再次表现出色，再次位居第二，以 6.65 毫秒的成绩完成测试，仅次于表现最好的三星 SM6.38 的 863 毫秒。
从最大延迟来看，HK4 从高位跌落并落在了中间位置。 在这里，我们看到 HK4 给我们的最大延迟为 63.83 毫秒，是性能最差的延迟（HK3R2 的 132.32 毫秒）的一半，但几乎是性能最好的延迟（SM863 的 34.32 毫秒）的两倍。
标准偏差在最后有一个真正的并驾齐驱的场景，但 HK4 能够以 5.02 毫秒的延迟获得第二名。
结语
东芝 HK4 是一款 2.5 英寸企业级 SATA SSD，有两种型号：读取密集型 (HK4R) 和高耐用型 (HK4E)。 这些驱动器的容量范围从 120GB 到 1.92TB（取决于型号类型），并使用东芝的下一代 15nm NAND 以及东芝控制器。 这将使它成为首批达到 2TB 容量点的 SATA 驱动器之一。 这些驱动器提供 5 年保修，专为各种用例而设计，包括混合工作负载、Web 服务器、文件服务器、媒体流、视频点播、搜索引擎和热数据存储。
在我们的应用程序工作负载中，我们看到东芝 HK4R 与 SAS3 同类产品相比表现出色，尽管它最终被更昂贵的型号所超越。 这是预料之中的，但也显示了与 SAS 型号相比，东芝能够带来 SATA 企业级 SSD 的程度。 它为我们提供了 6,245 TPS 的总分，每个 VM 在我们的 SQL Server 基准测试中的性能均为 3,122 TPS。 HK4 在我们的 SQL Server 中有 61 毫秒的延迟（单独的和平均的）。 在运行 4 个高负载 MySQL 虚拟机的 Sysbench 测试中，我们测得总 TPS 为 1787，平均延迟为 72 毫秒，最坏情况下的延迟为 137 毫秒。
与 HK863 相比，我们的综合基准测试更符合使用多个 SATA 驱动器的同类测试（SM4 除外，它是一种混合用途驱动器）。 在这里，HK4 闪耀得更亮一些，上升到几个测试的上限。 在我们的 4k 基准测试中，HK4 以 30,688 IOPS 的写入吞吐量排名第二，以 79,709 IOPS 的读取吞吐量排名第三。 HK4 的写入延迟最好，为 8.34 毫秒。 在我们的 8k 70/30 基准测试中，HK4 在吞吐量方面表现出色，再次以 38,481 IOPS 位居第二。 HK4 还为我们提供了平均 6.65 毫秒、最大 63 毫秒和 5.02 毫秒标准偏差的延迟速度。
优点
- 容量是之前型号的两倍
- 在我们的应用程序测试中与 SAS3 驱动器保持一致
- 高于平均水平的 4k 吞吐量和延迟性能
底线
东芝 HK4R 是一款 2.5 英寸 SATA SSD，容量高达 2TB。 该驱动器为其设计的读取密集型应用程序提供了足够的性能，与 SAS 产品相比具有良好的经济效益。
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