HGST 的 Ultrastar 7K4000 是一款 3.5" 企業級 HDD，容量高達 4TB，具有可選的加密功能並以 7,200RPM 的速度旋轉。該驅動器專為數據中心、雲存儲以及備份和歸檔而設計。我們之前回顧了 SATA 6Gb/ s 接口 Ultrastar 7K4000 由於其 33% 的容量躍升至 4TB 以及 2 萬小時的 MTBF 和可靠的 5 年保修而在推出時引起了轟動。然而，這一次，我們正在審查最近發布的 SAS 接口Ultrastar 7K4000 與其 SATA 同類產品具有許多相同的改進。Ultrastar 7K4000 SAS 具有可選的加密功能，使用五個盤片（每個盤片 4GB）高達 800TB 的存儲空間，以及其 MTBF 為 2.0 萬小時的出色可靠性數據。
HGST 的 Ultrastar 7K4000 是一款 3.5" 企業級 HDD，容量高達 4TB，具有可選的加密功能並以 7,200RPM 的速度旋轉。該驅動器專為數據中心、雲存儲以及備份和歸檔而設計。我們之前回顧了 SATA 6Gb/ s 接口 Ultrastar 7K4000 由於其 33% 的容量躍升至 4TB 以及 2 萬小時的 MTBF 和可靠的 5 年保修而在推出時引起了轟動。然而，這一次，我們正在審查最近發布的 SAS 接口Ultrastar 7K4000 與其 SATA 同類產品具有許多相同的改進。Ultrastar 7K4000 SAS 具有可選的加密功能，使用五個盤片（每個盤片 4GB）高達 800TB 的存儲空間，以及其 MTBF 為 2.0 萬小時的出色可靠性數據。
如同 極星 7K4000 SATA, SAS 模型也被評為低功耗數據，只有微小的差異。 SATA 驅動器的讀/寫活動報價為 11.4W，而 SAS 型號為 10.9W。 卸載閒置數據略有偏向於 SATA，分別為 5.7W 和 6.2W。 總體而言，與上一代 3TB 型號相比，這些驅動器的功耗應降低約 24%。 這部分歸功於五種高級電源管理模式（例如低 RPM 空閒模式）。 Ultrastar 7K4000 SAS 和 SATA 之間有一個相當顯著的區別，即雙端口 SAS 具有 512、520 和 528 字節的傳統扇區大小。 SATA 模型使用 4096 字節的扇區大小（向後兼容）。
HGST Ultrastar 7K4000 SAS 現已上市，附帶 HGST 五年標准保修。 我們的測試模型是未加密的 4TB 容量驅動器。
HGST Ultrastar 7K4000 規格
- 容量
- 4TB – HUS724040ALS640
- 3TB – HUS724030ALS640
- 2TB – HUS724020ALS640
- 接口：SAS 6Gb/s
- 外形尺寸：3.5"
- 扇區大小：512/520/528
- 最大限度。 面密度 (Gb/sq. in): 475
- 數據緩衝區：64MB
- 轉速（RPM）：7200
- 持續傳輸速率（典型值）：172 MB/s
- 尋道時間（讀取，典型值）：8.0ms
- 聲學怠速（貝爾）：2.9
- 啟動電流（A，最大值）：1.2 (+5V), 2.0 (+12V)
- 電力
- 讀/寫：10.9W
- 卸載閒置：6.2W
- 環境溫度：5～60C
- 衝擊（半正弦波）：70G
- 振動（5 至 500 赫茲）：0.67 (XYZ)
- 環境（非工作）環境溫度：-40 至 70C
- 衝擊（半正弦波1ms）：300G
- 錯誤率（不可恢復，讀取位）：十分之一15
- 加載/卸載循環：600,000
- 目標 MTBF：2 萬小時
- 保修期：5年
- 尺寸（高 x 寬 x 深）：26 毫米 x 101.6 毫米（+/-0.25）x 147 毫米
- 重量（典型值）：690g
設計和建造
HGST Ultrastar 7K4000 SAS 與其 SATA 兄弟非常相似。 事實上，除了接口和標籤之外，如果不看驅動器接口，很難區分兩者。 在底部，用戶可以通過卸下五短兩長的七顆螺絲來取下電路板。 HGST 在驅動器和電路板之間安裝了泡沫墊，以幫助吸收振動。
電路板包括一塊 LSI 控制器芯片，以及 64MB 的 DRAM。
有關設計和構建的更多信息，請參閱我們的 HGST 7K4000 SATA 評測.
測試背景和比較
本次審查的可比性：
- 希捷星座 ES.3 （4TB）
- 希捷星座 ES.2 （3TB）
- 東芝 SAS 硬盤 MG03SCAx00 （3TB 和 4TB）
所有企業 HDD 都在我們的企業測試平台上進行了基準測試，該平台基於 聯想ThinkServer RD240. ThinkServer RD240 配置有：
- 2 個英特爾至強 X5650（2.66GHz，12MB 緩存）
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 位和 CentOS 6.2 64 位
- 英特爾 5500+ ICH10R 芯片組
- 內存 – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
企業綜合工作負載分析
我們的企業硬盤驅動器基準測試流程以相同的工作負載將每個驅動器置於穩定狀態，設備將在 16 個線程的重負載下進行測試，每個線程有 16 個未完成隊列，然後在多線程/隊列中以設定的時間間隔進行測試深度配置文件以顯示輕度和重度使用下的性能。 由於硬盤驅動器很快就會達到其額定性能水平，因此我們只繪製出每個測試的主要部分。
預處理和初級穩態測試：
- 吞吐量（讀+寫 IOPS 聚合）
- 平均延遲（讀+寫延遲一起平均）
- 最大延遲（峰值讀取或寫入延遲）
- 延遲標準偏差（讀+寫標準偏差一起平均）
我們的企業綜合工作負載分析包括四個基於實際任務的配置文件。 開發這些配置文件是為了更容易與我們過去的基準測試以及廣泛發布的值（例如最大 4k 讀寫速度和 8k 70/30，通常用於企業驅動器）進行比較。 我們還包括兩個傳統的混合工作負載，傳統的文件服務器和網絡服務器，每個都提供廣泛的傳輸大小組合。
- 4k
- 100% 讀取或 100% 寫入
- 100% 4k
- 8k 70/30
- 70% 讀取，30% 寫入
- 100% 8k
- 128k（連續）
- 100% 讀取或 100% 寫入
- 100% 128k
- 文件服務器
- 80% 讀取，20% 寫入
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- 網絡服務器
- 100% 閱讀
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
在我們的第一個企業工作負載中，我們測量了 4% 寫入和 100% 讀取活動的隨機 100k 性能的長樣本，以獲得我們的主要結果。 HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 測得 245 IOPS 讀取和 205 IOPS 寫入。 讀取活動數據被東芝 SAS 驅動器淘汰，但寫入活動數據能夠獲得最高榮譽。
在負載為 16T/16Q 的主要平均延遲部分中，我們測得 HGST Ultrastar 1043.07K1247.04 7TB SAS 的平均讀取延遲為 4000 毫秒，寫入延遲為 4 毫秒，這再次位於組中。
僅測量讀取活動，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 的最大響應時間為 3761.0ms，而寫入活動的最大延遲為 3069.0ms。 讀取活動最大值接近組的中間，但寫入活動最大值位於底部。
回顧我們標準偏差部分中的 4k 延遲一致性，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 在該組測試中墊底，讀取標準偏差為 522.95 毫秒，寫入標準偏差為 404.72 毫秒。
與我們在 16% 16k 寫入測試中執行的固定 100 線程、4 隊列最大工作負載相比，我們的混合工作負載配置文件可在各種線程/隊列組合中擴展性能。 在這些測試中，我們將工作負載強度從 2 個線程和 2 個隊列擴展到 16 個線程和 16 個隊列。 在擴展的 8k 70/30 測試中，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 排在東芝 SAS 驅動器的下方，其具有競爭力的吞吐量幾乎與東芝的相媲美。 它達到了 225 IOPS，終端隊列深度為 222 IOPS。
查看 8k 70/30 的平均響應時間，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 再次接近東芝 SAS 驅動器，但最終被擊敗。
在我們在不同線程和隊列深度級別進行的主要測試期間，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 具有具有競爭力的最大延遲，在 303 個線程和 2 個隊列深度級別，第二低的最大延遲為 2 毫秒，第二低的最大延遲在16 個線程和 16 個隊列深度級別為 3,575 毫秒。
對於大多數線程/隊列頻譜，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 保持的延遲高於大多數或所有競爭產品。
在我們的 128k 測試中，這是一個大塊順序測試，顯示了盤片驅動器的最高順序傳輸速度，我們在 128% 寫入和 100% 讀取活動的情況下查看 100k 性能。 在這裡，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 表現不錯，僅次於希捷 Constellation ES.3 4TB。 HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 的讀取速度為 177,740KB/s，寫入速度為 177,780KB/s。
我們使用的下一個工作負載是我們的文件服務器配置文件，它將驅動器置於不同的工作負載之下。 我們將線程和隊列數從 2T/2Q 擴展到 16T/16Q。 在此工作負載範圍內，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 以 231 IOPS 的最高 IOPS 位居組首，僅次於達到 3 IOPS 的 Toshiba SAS 234TB。
在所有隊列深度中，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 與東芝 SAS 驅動器並駕齊驅，儘管它在 1,115 毫秒的終端隊列讀取中被擊敗。
比較我們文件服務器配置文件中的峰值響應時間，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 是一個強大的競爭對手，僅次於 Seagate Constellation ES.3 4TB。
看延遲標準差，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS再次落到了小組最後面。
我們的最終測試是 Web 服務器測試，這是傳統的 100% 讀取活動。 HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 在 240T16Q 達到 8 IOPS 的峰值，終端隊列深度讀數為 239 IOPS。 這將它置於 Toshiba SAS 驅動器的正下方。
在我們下一次 Web 服務器配置文件平均延遲測試中，HGST 再次被東芝 SAS 驅動器淘汰。
查看我們 Web 服務器配置文件中的最大延遲，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 在 4094 毫秒處處於組中間。
比較我們只讀 Web 服務器配置文件中的延遲一致性，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 再次發現自己在該類別中墊底。
結論
HGST Ultrastar 7K4000 SAS HDD 是一款企業級硬盤，最多可使用五個盤片來實現 4TB 的存儲容量。 該驅動器以 7,200RPM 的速度旋轉，還具有涉及雲和數據中心存儲的組織所需的可靠性數據（MTBF 為 2.0 萬小時）。 該驅動器還經過優化以滿足這些應用需求，其包含的高級電源管理模式提供 5 種配置文件，例如低 RPM 空閒以驅動更低的 TCO。 該驅動器的額定讀/寫活動功率為 10.9W，卸載空閒功率為 6.2W，睡眠和待機模式功率低於 2W。
查看 HGST Ultrastar 7K4000 SAS HDD 的測試，該驅動器整體表現良好。 在所有測試（4k、8k、128k、文件服務器和網絡服務器）中，Ultrastar 7K4000 SAS 產生了一致的吞吐量，通常在組中排名第二。 雖然沒有在競爭中脫穎而出，但該驅動器始終如一的表現這一事實說明了很多問題。 此外，關於其平均延遲數據也可以這樣說。 不太積極的一點是，該驅動器的標準偏差數字通常位於該組的底部。 但是，這並不一定反映出驅動器產生了最高峰的延遲。 事實上，Ultrastar 7K4000 SAS 大部分時間在最大和平均延遲方面都位於該組的上半部分。 這些吞吐量和延遲數據與 Ultrastar 7K4000 SAS 的保修和 MTBF 規格相匹配，為企業提供了一個非常強大的驅動器。
優點
- 吞吐量數據在所有類別中都接近組的頂部
- 強大的順序傳輸速度
- 2 萬小時 MTBF 一流
缺點
- 競爭性 SAS HDD 在延遲標準偏差方面勝過 7K4000
底線
HGST Ultrastar 7K4000 SAS HDD 具有強大的 2 萬小時 MTBF 和 5 年保修，以確保其可靠性的買家，並且通過我們的測試，我們發現 HGST 還在隨機和順序工作負載中提供始終如一的高吞吐量。
