东芝 MG04SCA 系列企业级硬盘采用 3.5" 外形尺寸、7,200 RPM 主轴和 SAS 接口，容量高达 5TB。该驱动器在 205TB 容量下的吞吐量高达 5MB/s，使用五个 1TB 盘片（上一代使用 800GB/盘片）。MG04SCA 也是第一款配备 4K 本机扇区长度的企业级硬盘，不过也提供 AF 型号。东芝还为这些驱动器提供了他们所谓的“持久写入缓存技术”，从而提高性能和数据可靠性。
东芝 MG04SCA 系列企业级硬盘采用 3.5" 外形尺寸、7,200 RPM 主轴和 SAS 接口，容量高达 5TB。该驱动器在 205TB 容量下的吞吐量高达 5MB/s，使用五个 1TB 盘片（上一代使用 800GB/盘片）。MG04SCA 也是第一款配备 4K 本机扇区长度的企业级硬盘，不过也提供 AF 型号。东芝还为这些驱动器提供了他们所谓的“持久写入缓存技术”，从而提高性能和数据可靠性。
Persistent Write Cache (PWC) 基本上是指写缓存中尚未完全写入介质的数据将在突然断电时“保留”； 这对于支持模拟 512 (512e) 扇区的高级格式驱动器非常有用。 当发生非对齐写入时，可能会导致“读取-修改-写入”操作，其中需要额外旋转磁盘以将修改后的扇区写入存储介质。 因此，当电源浪涌或丢失发生时，主轴电机的反电动势能量用于为写入数据丢失保护电路供电，并且还能够为 RMW 数据向 NV 存储器的传输供电。 当电源重新建立时，RMW 数据从 NV 内存恢复到写入缓存，RMW 操作完成。 此功能有助于抑制主机传输的写入数据与驱动器提交给存储介质的写入数据之间的任何不一致。 至于它如何影响性能 MG04SCA 系列中，PWC 功能可在禁用写入缓存的情况下加速随机写入 IOPS 性能。
东芝 MG04SCA 提供 2TB、3TB、4TB 和 5TB 容量，并提供 5 年有限保修。 我们将在本次评测中查看 16TB 容量的 5 倍。
东芝 MG04SCA 系列规格
- 硬盘容量：2TB、3TB、4TB、5TB
- 驱动器接口：SAS-2.0（1.5 Gb/秒、3.0 Gb/秒、6.0 Gb/秒）
- 逻辑块 (LBA)：
- MG04SCAxxxA/AY：4,096/4,160/4,224B
- MG04SCAxxxE/EY：512/520/528B（仿真）
- 性能
- 平均寻道时间（读取）：8.5 毫秒
- 平均寻道时间（写入）：9.5 毫秒
- 转速：7,200 RPM
- 平均延迟：4.17 毫秒
- 持续传输速率（最大值）：
- 175 MiB/秒 (2TB)
- 185 MiB/秒 (3TB)
- 185 MiB/秒 (4TB)
- 205 MiB/秒 (5TB)
- 缓冲区大小：64MiB FIFO 环形缓冲区
- 电源要求
- 电压：+5V±5%，+12V±5%
- 读/写功率：11.3 瓦
- 低功耗空闲：6.2 瓦
- 物理尺寸
- 尺寸（宽）x（深）x（高）：101.6 毫米 x 147 毫米 x 26.1 毫米
- 重量：720 克（最大）
- 环境
- 温度 – 工作：5° 至 55°C
- 温度 – 非工作状态：-40° 至 70°C
- 振动 - 操作：
- 7.35米/秒²{0.75G} (5～300Hz)
- 2.45米/秒²{0.25G} (300～500Hz)
- 振动 – 非工作时：49 m/s² {5G} (5～500Hz)
- 冲击 – 运行：686 m/s² {70G}（持续 2 毫秒）
- 冲击 – 非工作：2,940 m/s² {300G}（持续 2 毫秒）
- 声学（就绪）：31 dB
- 可靠性
- MTTF：1,400,000 小时
- 加载/卸载：600,000次
- 运行条件：24小时/天，7天/周
- 保修：有限保修/5 年（自购买之日起）
设计与建造
MG04SCA 的设计与东芝的其他系列企业级硬盘驱动器非常相似：它具有黑色机身和不锈钢顶盖，上面贴有基本驱动器信息和品牌标签。
MG04SCA 是一款标准的 3.5" 硬盘，基于 SAS 6Gbps 接口。东芝 MG04SCA 硬盘的侧面有六个螺丝孔，可以让我们安装硬盘。
东芝 MG04SCA HDD 使用 LSI 控制器。
测试背景和比较
在我们的测试中，我们使用了 16 个 5TB 东芝 MG04SCA 硬盘驱动器。 本次审查的企业硬盘可比产品：
所有企业 HDD 都在同一测试平台上进行每项测试的基准测试。
对于我们的合成 FIO 测试，我们使用我们的 ThinkServer RD240 配置：
- 2 个英特尔至强 X5650（2.66GHz，12MB 缓存）
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 位和 CentOS 6.2 64 位
- 英特尔 5500+ ICH10R 芯片组
- 内存 – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
每个应用程序测试都有一个独特的环境，每个测试都有详细说明 基准页面. 对于测试 16 个驱动器的情况，一个 iXsystems 泰坦 316J JBOD 已添加到环境中并通过外部 SAS 电缆连接到相关集群。
应用性能分析
在企业市场中，产品声称在纸面上的表现与它们在实际生产环境中的表现之间存在巨大差异。 我们了解评估存储作为大型系统组件的重要性，最重要的是存储在与关键企业应用程序交互时的响应速度。 为此，我们推出了应用程序测试，包括我们的 通过 SysBench 的 MySQL 性能 和 通过 Benchmark Factory 的 SQL Server 性能.
我们的第一个应用测试包括 通过 SysBench 进行 Percona MySQL 数据库测试，它衡量 OLTP 活动的性能。 在此测试配置中，我们使用一组 联想 ThinkServer RD630s 使用 LSI 9286-8e RAID 卡将数据库环境加载到单个 SATA、SAS 或 PCIe 驱动器或一组 HDD 上。 此测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及 99 到 2 个线程范围内的平均 32% 延迟。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的数据库中使用 Fusion-io 闪存感知应用程序 API，尽管为了进行比较，我们在其“传统”块存储模式下测试了每个设备。
在我们的每秒平均交易基准测试中，东芝 MG04SCA 开始表现不佳，在测试结束时以 219.93TPS 垫底。 正如预期的那样，这里表现最好的是 Seagate Enterprise Capacity SAS，接近 350TPS。
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，东芝驱动器以 145.49 毫秒的速度接近底部。 表现最佳的再次是 Seagate Capacity SAS。
就我们最糟糕的 MySQL 延迟情况（第 99 个百分位延迟）而言，东芝 MG04SCA 4K 这次（416.24 毫秒）下降了 32T。
存储评论的 Microsoft SQL Server OLTP 测试协议 采用事务处理性能委员会基准 C (TPC-C) 的当前草案，这是一种在线事务处理基准，模拟复杂应用程序环境中的活动。 TPC-C 基准比综合性能基准更接近于衡量数据库环境中存储基础设施的性能优势和瓶颈。 对于此测试，我们的 SQL Server 协议使用 333GB（1,500 规模）SQL Server 数据库并测量 15,000 个虚拟用户负载下的事务性能和延迟。
与我们的发现相似 Sysbench 测试，t他在交易表现方面的排名大致相同； 这 东芝MG04SCA 以 2,822.8TPS 排名倒数第三。
结果反映在 SQL 输出平均延迟基准测试期间。 在这里，东芝驱动器以 574 毫秒再次排名倒数第三。 不出所料，Seagate Enterprise Capacity SAS 再次获得第一名。
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。
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。 在这里，东芝 MG04SCA 发布了令人印象深刻的 271 IOPS 写入和 277 IOPS 读取，在这两个类别中均排名第一。
同样，在查看平均延迟时，东芝驱动器在读取和写入功能方面都是最快的驱动器。 在此基准测试中，它的读取时间仅为 922.48 毫秒，写入时间为 940.94 毫秒，次佳硬盘是 Seagate Enterprise Capacity v.4。
查看最大延迟读数时，东芝驱动器的性能略有下降，读取时间为 3,903 毫秒，写入时间为 2,634 毫秒，处于中间位置。
在我们的标准偏差基准测试中，东芝 MG04SCA 再次公布了将其置于我们排名中间的数字（写入 304.99 毫秒，读取 484.15 毫秒）。
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。 东芝 MG04SCA 是在扩展的 8k 70/30 基准测试中测试的更好的驱动器之一。
在吞吐量方面，东芝 MG04SCA 表现最佳，在 282T16Q 测试结束时达到 16 IOPS。 大多数其他驱动器都超过了 200 IOPS 标记，希捷 Constellation 3TB 除外。
在我们的平均延迟基准测试中，东芝 MG04SCA 驱动器再次以 905.23 毫秒位居领先榜首，这是整个测试中唯一保持在 1000 毫秒以下的驱动器。
在记录最大延迟时，大多数驱动器表现出相当不一致的性能。 也就是说，东芝 MG04SCA 以 16 毫秒的延迟以 16T3,438.76Q 位居第二。 希捷 Constellation ES.3 4TB 在测试结束时的性能最快，为 3,286.2 毫秒。
在大多数基准测试中，东芝驱动器在标准偏差分析中表现出良好的一致性； 但是，它在 16T16Q 出现了巨大的峰值，最终以相对较高的 522.34 毫秒接近底部。
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。 在查看 128% 写入和 100% 读取活动的 100K 性能时，东芝 MG04SCA 在读取和写入功能方面表现非常出色，在两个列中均排名第二（分别为 214,155KB/s 和 214,685KB/s）。 这仅次于 Seagate Enterprise Capacity v.4 6TB，读取速度为 221,683KB/s，写入速度为 221,729KB/s。
结语
东芝 MG04SCA 是一款 3.5 英寸企业 HDD，专为容量点高达 5TB 的中线和近线关键业务工作负载等用例而设计。 MG04SCA 也是第一款配备 4K 原生扇区长度的企业级硬盘，同时还提供 AF 版本以扩大使用范围。 东芝为其驱动器系列配备了有用的功能，例如永久写入缓存和“即时”加密擦除 (SIE)，允许在需要时快速擦除驱动器。 前者有助于防止突然断电期间的数据丢失，并有助于提高性能和整体数据可靠性。
查看其性能的细节，东芝 MG04SCA 在我们的综合测试中表现出色，但在我们的应用测试中表现不佳。 在我们的许多 FIO 工作负载中，它在我们的排行榜中名列前茅。 在我们的 4k 基准测试中，东芝硬盘在我们的吞吐量（271 IOPS 写入和 277 IOPS 读取）和平均延迟（922.48ms 读取和 940.94ms 写入）类别中均名列第一。 我们的 8K 70/30 工作负载，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，显示 Toshiba MG04SCA 是经过测试的更好的驱动器之一，在吞吐量 (282 IOPS) 和平均延迟方面均获得最高荣誉(905.23ms) 到队列深度的末尾。 然而，在更实际的应用方面，东芝驱动器在我们的 SQL Server 或 MySQL 测试中表现不佳。 它在这两个领域都垫底，落后于更具竞争力的希捷 6TB 型号。
由于 4K 格式，该驱动器在我们的实验室中也遇到了一些兼容性问题。 我们遇到了某些 RAID 卡（包括流行的 LSI 9286-8e）在连接到装有这些驱动器的 JBOD 时会出现读/写错误的问题。 我们最终选择了更新的 SAS3 LSI 9380-8e，它似乎没有遇到同样的问题。 另一个对东芝不利的不利因素是他们的产能落后于其他行业。 虽然其他公司为网络规模用例提供 6TB 和 8-10TB 产品，但东芝提供的 5TB 高端产品感觉有点轻。 也就是说，在很多情况下，用户并不需要 6TB 或更大的驱动器，而 5TB 足以满足需求。 当 MG04SCA 定价合适时，它绝对是一个可行的选择，可以满足其兼容平台上的大容量存储需求。
优点
- 合成性能强
- 持久写入缓存有助于在禁用传统写入缓存时提高性能
缺点
- SQL Server 和 MySQL 中的应用程序性能较差
- 高端产能低于竞争对手
- 可能的主机兼容性问题
底线
东芝 MG04SCA 作为首款 4K 原生企业 HDD 开辟了新天地，它为需要中等性能和高容量的数据中心提供了完整的功能集。 MG04 系列确实从密度的角度来看落后于市场，虽然综合测试看起来不错，但缺乏应用程序性能。 尽管如此，当价格具有竞争力时，MG04SCA 足以胜任大多数值得考虑的大容量存储任务。
