Ultrastar 氦氣平台（He6) 硬盤驅動器系列是 HGST 為面臨數據量膨脹的企業提供下一步容量提升的最新成果。 Helium 驅動器提供單個 6TB 容量點，與當今領先的 50TB 容量產品相比提高了 4%，並且它們可與 SATA 或 SAS 6Gb/s 接口一起使用。 這些驅動器的主軸轉速為 7,200RPM，磁盤緩衝區為 64MB，驅動器持續吞吐量為 177MB/s。 有趣的技術部分當然是這是一個密封的驅動器，內部裝有氦氣以減少摩擦。 HGST 將這項技術命名為 HelioSeal，它從根本上減少了磁盤和磁頭引起的空氣乾擾，並允許在標準 3.5 英寸硬盤驅動器外形中夾入更多盤片。 摩擦的減少也意味著所需的功率更少，根據 HGST 的測量，閒置時功率減少了 23%，同時還獲得了擁有成本收益。 HGST 使用 7 個盤片來驅動 Helium 中的 4TB 容量，而如今大多數 6TB 驅動器使用 XNUMX 個或 XNUMX 個盤片。 有趣的是，這表明該平台具有更大的容量優勢和更密集的盤片，這使得 Helium 有可能成為通往下一代主流硬盤驅動器的非常引人注目的橋樑，後者將使用 HAMR 技術（SMR 的用例有限）來增加密度和驅動器容量.
Ultrastar 氦氣平台（He6) 硬盤驅動器系列是 HGST 為面臨數據量膨脹的企業提供下一步容量提升的最新成果。 Helium 驅動器提供單個 6TB 容量點，與當今領先的 50TB 容量產品相比提高了 4%，並且它們可與 SATA 或 SAS 6Gb/s 接口一起使用。 這些驅動器的主軸轉速為 7,200RPM，磁盤緩衝區為 64MB，驅動器持續吞吐量為 177MB/s。 有趣的技術部分當然是這是一個密封的驅動器，內部裝有氦氣以減少摩擦。 HGST 將這項技術命名為 HelioSeal，它從根本上減少了磁盤和磁頭引起的空氣乾擾，並允許在標準 3.5 英寸硬盤驅動器外形中夾入更多盤片。 摩擦的減少也意味著所需的功率更少，根據 HGST 的測量，閒置時功率減少了 23%，同時還獲得了擁有成本收益。 HGST 使用 7 個盤片來驅動 Helium 中的 4TB 容量，而如今大多數 6TB 驅動器使用 XNUMX 個或 XNUMX 個盤片。 有趣的是，這表明該平台具有更大的容量優勢和更密集的盤片，這使得 Helium 有可能成為通往下一代主流硬盤驅動器的非常引人注目的橋樑，後者將使用 HAMR 技術（SMR 的用例有限）來增加密度和驅動器容量.
對於升級當前系統速度較慢的企業而言，6TB 的意義要大得多。 較舊的存儲陣列通常使用 2TB 或 3TB 硬盤驅動器，這意味著使用 Helium 驅動器時，這些組織可能會談論在相同機架 U 數中將存儲密度提高 2 倍或 3 倍。 當然，這不僅僅是 HGST 的優勢，其他供應商也在向市場推出更高容量的硬盤，HGST 只是第一家批量出貨 6TB 硬盤的廠商。 當以每 TB 為基礎進行評估時，密度的任何跳躍都會帶來相當大的經濟收益。 由於容量增加，每 TB 的功耗顯著降低，數據中心每 TB 的重量（對於高架地板很重要）也有所改善，而且 Helium 驅動器比五盤驅動器輕 50 克。
不過，從 HGST 的角度來看，最大的問題是主流存儲供應商將以多快的速度獲得資格並採用 Helium 驅動器。 有一種觀點認為，作為新技術，供應商和企業用戶可能不願意採用密封驅動器，尤其是考慮到所有其他 HDD 供應商都採用傳統路徑（非密封驅動器）來生產 5TB 和 6TB 硬盤驅動器。 還有一個“單一來源”的論點最近似乎站不住腳，因為 HDD 供應商以令人興奮的新方式（包括氦氣）相互分離。 在氦氣發揮重要作用的空間中，這些問題都得到了一定程度的緩解。 對於那些自己推出或在超大規模/網絡規模環境中運營的人來說，存儲部署規則略有不同。 氦氣現在已經準備就緒，上面列出的所有密度和功率優勢都比主流陣列供應商的溫和反對要多。 HGST 還包括其標準的五年保修和 2,000,000 小時 MTBF 規格的驅動器，這在業界處於領先地位。
6TB Helium 硬盤現在以 SAS 和 SATA 接口供貨。 我們的審查樣本包括每個模型中的兩個。
HGST 氦硬盤規格
- 型號
- SAS: HUS726060ALS640 / 0F18370, HUS726060ALS641 / 0F20577
- SATA: HUS726060ALA640 / 0F18335, HUS726060ALA641 / 0F20572
- 接口：SAS 6Gb/s，SATA 6Gb/s
- 容量（GB）：6TB
- 扇區大小（可變，字節/扇區）：512 / 520 / 528 （SAS）, 512n (SATA)
- 最大面密度 (Gbits/sq. in.)：544
- 外形：3.5 英寸 HDD
- 性能：
- 數據緩衝區 (MB)：64
- 轉速（RPM）：7200
- 接口傳輸速率（MB/秒，最大值）：600
- 持續傳輸速率（MB/秒，典型值）：177
- 尋道時間（讀取，毫秒，典型值）：8.5
- 可靠性：
- 錯誤率（不可恢復，位讀取）：1 in 10^15
- MTBF（百萬小時）：2.0
- 加載/卸載循環：600,000
- 可用性（小時/天 x 天/週）：24×7
- 可靠性 – 保修期（年）：5
- 閒置（貝爾）：2.0
- 電力
- 要求：+5 VDC (+/-5%), +12VDC (+/-5%)
- 啟動電流（A，最大值）：1.2 (+5V), 2.0 (+12V)
- 讀/寫（W，平均）：8.8 （SAS），7.3 (SATA)
- 主動空閒（W，平均）：5.7 （SAS），5.3 (SATA)
- 卸載空閒 (W)：4.1 （SAS），3.7 (SATA)
- 物理尺寸
- Z 軸高度（毫米）：26.1
- 尺寸（寬 x 深，mm）：101.6(+/-0.25)x147
- 重量（克，最大）：640
- 環境（運行）
- 環境溫度：5º 至 60ºC
- 衝擊（半正弦波）：70
- 振動（5 至 500Hz）：0.67 (XYZ)
- 環境（非經營）
- 環境溫度：-40º 至 70ºC
- 衝擊（半正弦波）：300
- 振動（5 至 500Hz）：1.04 (XYZ)
設計和建造
正如我們上面提到的，HGST 使用其獨特的 HelioSeal 工藝，使 Ultrastar He6 成為業界第一款可以經濟高效地批量生產的密封充氦 HDD。 此外，氦氣構建使 HGST 的新 7Stac 磁盤設計容量達到 6TB，成為業界容量最大的 HDD，具有同類最佳的雲存儲 TCO 以及大規模橫向擴展環境、磁盤到磁盤備份和複製或 RAID 環境。 硬盤正面貼有硬盤基本信息的標籤，包括產品名稱、容量和HGST標誌。
由於 Helium 是一種密封驅動技術，因此驅動器的封裝有所不同。 雖然大多數硬盤驅動器都是組裝在一個用螺絲固定在一起的外殼內的組件，但氦氣驅動器必須融合在一起以將氦氣密封在其中。
He6 比它的充氣式同類產品安靜得多，包括 Ultrastar 7K4000，與 He2.9 的 6bels 相比，它在空轉時擁有 2bels。 除了更安靜之外，該驅動器還使用比舊的 5 盤片 7K4000 少得多的功率。 在我們的測試中，我們測得 He5.56 HDD 的空閒有功功率為 6W，而舊驅動器的功耗為 7.68W。
應用性能分析
HGST 無法提供所需數量的硬盤驅動器 應用性能測試. 如果將來這種情況發生變化，這些結果將附在此處。
測試背景和比較
本次審查的 SAS Enterprise HDD 可比產品：
本次評測的 SATA Enterprise HDD 可比產品：
- 西部數據 RE4 4TB
- 希捷星座 ES.2 3TB
- 希捷星座 CS 3TB
- 西部數據SE 4TB
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輕鬆地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。
- 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
在我們的第一個企業工作負載中，我們測量了具有 4% 寫入和 100% 讀取活動的隨機 100k 性能的長樣本，以獲得我們的峰值持續隨機 I/O 結果。 Ultrastar He6 SAS 在讀取列中排名中等，僅次於希捷 Constellation (4TB)。 在寫入性能方面，它排在最後。
對於 SATA 接口，Ultrastar He6 在讀取性能方面排名第二，但在寫入性能方面墊底，以微弱優勢擊敗了墊底的希捷 Constellation 3TB。
在我們的隨機 256K 讀寫測試中，有效隊列深度為 4，Ultrastar He6 SAS 測得的平均讀寫延遲分別為 1,107.73 毫秒和 1,442.20 毫秒。
Ultrastar He6 SATA 接口的讀取時間為 1,850.92 毫秒，寫入時間為 1,443.61 毫秒，位居榜首。 WD RE4 4TB 停止讀取和寫入活動。
比較每個 SAS 驅動器的峰值響應時間，He6 SAS 在讀取延遲方面排名中等，但以最高的寫入延遲排在最後一位，差距很大。
在我們的 SATA 系列中，我們測量了 He6 的峰值讀取延遲接近頂部，但它在寫入列中表現不佳。
查看與我們的標準偏差測量的延遲一致性，He6 SAS 在讀取和寫入活動方面的測量值最高。
He6 SATA 接口在讀取列中的表現要好得多，儘管寫入標準偏差仍然很高。
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，He6排名墊底，但遠高於希捷Constellation 3TB，後者從一開始就基本持平。
He6 SATA 接口表現更好，以 168IOPS by 16T/16Q 位居榜首。
在測量 He6 SAS 的平均延遲時，我們看到響應時間在 33.65T/2Q 時從 2 毫秒開始，在 1266.53T/16Q 時達到 16 毫秒，位居榜首。
SATA 接口表現出勢均力敵的競爭，直到最後，He6 SATA 在 1516.51T/16Q 中獲得了最低的平均延遲 16ms。
在我們的峰值延遲 8k 70/30 工作負載中，He6 SAS 具有較高的響應時間之一，在測試結束時達到 3898.8 毫秒。
SATA 接口的表現要好得多，最低峰值毫秒為 4236.21，以微弱優勢擊敗希捷 Constellation 3TB。
深入研究我們的延遲一致性測試，He6 SAS 在 629.87T16Q 時的標準偏差數字最高，為 16 毫秒。
SATA接口版本的He6再次表現出色，以16ms的成績以16T/441.4Q位居榜首。
我們的 企業綜合工作負載 128K 測試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。 看看 128% 寫入和 100% 讀取活動的 100K 性能，He6 SAS 以 184,015KB/s 的讀取速度和 183,766KB/s 的寫入速度令人印象深刻，在這兩個類別中均名列前茅。
He6 SATA 接口的性能幾乎相同，讀取速度為 182,131KB/s，寫入速度為 182,203KB/s。
結論
HGST 的 Ultrastar Helium Platform 硬盤驅動器系列——提供 SATA 或 SAS 6Gb/s 接口——是 HDD 容量的重大進步，是面臨指數級數據增長的企業的理想選擇，因為它們提供了一個巨大的單一 6TB 容量點. 這比當今領先的 50TB 容量產品高出 4%，並且對於容量較低的驅動器而言，同一機架 U 中的存儲密度將增加兩到三倍，這將使企業和企業能夠創建更高密度的數據中心。
查看 Ultrastar Helium Platform 硬盤驅動器的性能，我們發現所有企業綜合工作負載的性能都處於中間水平。 在我們的順序 128K 基準測試中，SAS Ultrastar Helium 擁有 184MB/s 的讀取速度和 183MB/s 的寫入速度，這使其成為 SAS 組中的佼佼者。 對於 SATA 版本，我們測得讀寫速度為 182MB/s，僅次於 Seagate Constellation CS。 總體而言，作為 7K 型號，隨機訪問並不是驅動器的強項，儘管它確實與其他 SATA 和 SAS HDD 競爭得很好，但在大多數情況下並不是最好的。
儘管很難不向那些需要增加容量的人推薦 Ultrastar Helium Platform 硬盤，但它們仍然是一項沒有先例可比的新技術，而且還沒有建立可靠的記錄。 因此，一些企業用戶和陣列供應商可能會覺得這有點冒險； 然而，我們的基準測試中的性能數據多少令人放心，而且 HGST 提供業內最高的保修和 MTBF 組合。 唯一的另一個打擊是定價，在本次審查時，單機定價大約為 850 美元，6TB 驅動器確實有溢價，儘管隨著更多 >4TB 型號進入市場，這些價格應該會下降。
優點
- 行業領先產能
- 強大的順序性能
- 比傳統 7k 4TB HDD 更低的功耗
缺點
- 尚無記錄的新技術
- 初始價格高
底線
HGST Helium 硬盤驅動器在處理正在積累的龐大數據量時提供了一個新的選擇。 Helium 驅動器具有廣泛的用例，並且在性能方面不低於當前的 4TB 驅動器。 再加上強大的 TCO 論據，6TB Heliums 將進入許多數據中心。
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