HGST Ultrastar Helium He8 8TB 企業級硬盤評測

早在2012年9月，HGST就首次發表了其氦氣硬碟平台。氦氣硬碟於隔年11月開始出貨，截至上個月，HGST已售出超過一百萬塊。我們之前評測過Ultrastar He6 6TB氦氣硬碟。現在，HGST進一步拓展了氦氣技術，推出了容量更大的Ultrastar Helium He8 8TB企業級硬碟。 He8提供SAS 12Gb/s和SATA 6Gb/s兩種介面。此硬碟的轉速為7,200RPM，磁碟快取為128MB，持續讀寫速度為205MB/s。

正如我們之前所述，這款硬碟採用密封設計，並充入氦氣以減少摩擦。由於硬碟內部擾動減少，因此可以容納更多盤片，從而降低功耗。據HGST稱，與6TB氣霧硬碟相比，He8的待機功耗降低了23%，每TB功耗降低了44%。不僅如此，最新的氦氣硬碟容量提升至8TB（比6TB硬碟高出33%），並且比疊瓦磁記錄硬碟擁有更廣泛的應用場景。 He8的主要銷售目標市場是企業和資料中心，在這些領域，高密度和大容量硬碟至關重要，並且需要權衡總體擁有成本（TCO）。

HGST Ultrastar Helium He8 8TB 企業級硬盤提供 5 年保修，零售價為 600 美元。

HGST 氦硬盤規格

• 型號
  • SAS：HUH7280xxAL420y / HUH7280xxAL520y
  • SATA: HUH7280xxALN60y / HUH7280xxALE60y
• 接口：SAS 12Gb/s，SATA 6Gb/s
• 容量（GB）：8TB
• 扇區大小（可變，字節/扇區）：
• SAS：
  • 512e: 512 / 520 / 528 512n
  • 4Kn：4096，4112，4160，4224
• SATA：
  • 512e：512
  • 4Kn：4096
• 最大面密度 (Gbits/sq. in.)：644
• 外形：3.5 英寸 HDD
• 性能：
  • 數據緩衝區 (MB)：128
  • 轉速（RPM）：7200
  • 接口傳輸速率（MB/秒，最大值）：600 (SATA) / 1,200 (SAS)
  • 持續傳輸速率（MB/秒，典型值）：205
  • 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）：2.5
  • 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%)
  • 運行 (W)：9.1 (SAS)、7.4 (SATA)
  • 閒置 (W)：5.7 (SAS)、5.1 (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）：650
• 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

Ultrastar He8 看起來與 He6 幾乎相同，不同之處在於容量更高且重量稍重。 He8 是一款密封充氦硬盤驅動器，使 HGST 的 7Stac 磁盤設計容量達到 8TB，成為業界容量最大的 PMR 硬盤驅動器，具有同類最佳的雲存儲 TCO 以及大規模橫向擴展環境、磁盤到磁盤備份和復製或 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。

He8 比其充滿空氣的同類產品安靜得多，它與 He6 一樣安靜。 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。

測試背景和比較

本次審查的企業硬盤可比產品：

• HGST 超星 He6 6TB
• 希捷企業容量 v.4 6TB
• 東芝 MG04SCA 4K 5TB

應用性能分析

在企業級市場，產品紙面性能與實際生產環境中的性能有巨大差異。我們深知評估儲存作為大型系統元件的重要性，尤其關注儲存與關鍵企業應用程式互動時的回應速度。為此，我們推出了一系列應用程式測試，包括透過 SysBench 測試我們專有的 MySQL 效能，以及透過 Benchmark Factory 測試 SQL Server 效能。

透過 SysBench 應用程式測試對 Percona MySQL 資料庫進行測試，以衡量 OLTP 活動的效能。在此測試配置中，我們使用一組Lenovo ThinkServer RD630 伺服器，並將資料庫環境載入到單一 SATA、SAS 或 PCIe 硬碟，或使用 LSI 9286-8e RAID 卡的一組硬碟上。此測試測量平均 TPS（每秒交易數）、平均延遲以及 2 到 32 個執行緒範圍內的平均第 99 個百分位延遲。 Percona 和 MariaDB 在其資料庫的最新版本中都使用了 Fusion-io 快閃記憶體感知應用程式 API，但為了便於比較，我們仍使用它們的「傳統」區塊儲存模式對每個裝置進行測試。

在我們的平均每秒事務處理基準測試中，He8 起步落後，以 280.77 TPS 居中，而 Seagate Enterprise Capacity 達到 336.28 TPS。

在我們的 Sysbench MySQL 測試中測量平均延遲講述了一個類似的故事，He8 開始落後只是再次在 Seagate Enterprise 的中間結束。 He8 的平均延遲為 113.97 毫秒。

就我們最壞的 MySQL 延遲情況（第 99 個百分位延遲）而言，He8 再次排在中間，但它的表現始終優於 MG04SCA。

我們的下一個數據庫測試涵蓋 Microsoft SQL Server 環境中的性能，該環境利用 333GB（1,500 規模）SQL Server 數據庫並測量事務性能和 15,000 VU 負載的延遲。

與 Sysbench 測試一樣，就性能定位而言，結果非常相似。 He8 以 2873.4 TPS 的成績在每秒交易量上再次排名第二。 Seagate Enterprise 以 3001.5 TPS 繼續保持最佳表現。

延遲向我們展示了更多相同的情況，He8 落後於希捷更多一點，延遲為 477 毫秒，希捷為 255 毫秒。

企業綜合工作負載分析

在啟動每項fio 綜合基準測試之前，我們的實驗室會先對設備進行預處理，使其在 16 個執行緒、每個執行緒 16 個未處理佇列的重負載下達到穩定狀態。然後，我們會以設定的時間間隔，使用多種執行緒/佇列深度配置對儲存裝置進行測試，以展示其在輕負載和重負載下的效能。預處理和主要穩定狀態測試：

• 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）

我們的濃縮企業綜合工作負載分析包括一個配置文件，旨在顯示每個設備的峰值隨機 I/O。 此配置文件旨在用作與交叉引用製造商聲稱的隨機傳輸速度相比較的基準。

• 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 100% 4K 隨機讀寫測試中，He8 以 314 IOPS 的寫入性能位居榜首，遙遙領先於其他硬盤。 另一方面，He8 的讀取性能墊底，只有 136 IOPS，比性能第二接近的驅動器低大約 XNUMX。

查看平均延遲，我們再次看到 He8 在寫入速度方面表現最佳，為 814.66 毫秒，而在讀取速度方面表現最差，為 1,867.99 毫秒。

在最大延遲的情況下，He8 以 3,204.9 毫秒的速度失去了寫入的頭把交椅，成為倒數第二，希捷再次以 1,709 毫秒的速度位居榜首。 He8 在讀取延遲方面以 4,945 毫秒的速度大幅落後。 MG3,903SCA 的最高讀取速度為 04 毫秒。

標準偏差顯示 He8 以 163.85 毫秒的寫入速度排名第二，以 505.18 毫秒的讀取速度排名第三。

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。 在吞吐量方面，He8 勉強墊底。 在整個測試過程中，其他測試的驅動器或多或少地擊敗了它，其中 He6 幾次低於 He8。 He8 的峰值為 203 IOPS。

在我們的平均延遲基準測試中，He8 開始接近，然後一直處於底部。

對於最大延遲，有時 He8 的整體延遲較低，但接近尾聲時它再次排在最後。

在標準偏差方面，He8 的跑分更接近希捷，表現優於 He6 和 MG04SCA。

我們的 Enterprise Synthetic Workload 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。 當查看 128% 寫入和 100% 讀取活動的 100K 性能時，雖然 He8 不是表現最好的，但它確實與性能最好的驅動器大致一致。 He8 的讀寫速度略低於 202MB/s。

結語

HGST Ultrastar Helium He8 8TB 企業級硬盤比之前的版本容量更大。 He8 具有 SAS 和 SATA 接口、7200 RPM 主軸速度和 128MB 的磁盤緩衝區。 HGST 表示，與 8TB 空氣 HDD 相比，He33 提供的容量增加了 23%，閒置功率降低了 44%，瓦特/TB 提高了 6%。 與 SMR 驅動器不同，He8 可以在大多數企業應用中使用，而不受 SMR 的限制。 在我們對 6TB 模型的初步審查中，我們對推薦氦氣驅動器猶豫不決，因為該技術相對較新。 然而，HGST 現在已經部署了超過 3.5 萬個氦氣驅動器來證明他們的技術，並承諾將密封驅動器技術專門用於他們未來的 XNUMX 英寸容量生產線。

在性能方面，沒有競爭性的 8TB 驅動器可以與之進行同類比較（Seagate Archive 是 8TB 驅動器，但使用 SMR 技術）。 相反，我們將 He8 與其 6TB 兄弟以及 5TB 和 6TB 企業級硬盤進行了比較。 He8 在我們的應用程序性能分析中表現出色，在所有測試中名列第二。 在我們的合成工作負載中，He8 在 4k 基準測試中的寫入吞吐量最高，為 314 IOPS，平均延遲最低，為 814.66 毫秒。 在我們的 8k 70% 讀取/30% 寫入中，He8 幾乎落後於它的前身。 在我們的大塊 128k 測試中，我們看到讀取和寫入速度略低於 202MB/s，這與 HGST 聲稱的差不多。 總體而言，與大容量存儲層中的其他存儲層相比，它的性能並不是最高的，但代價是用戶獲得了 33% 的容量以及充氦密封設計提供的功率優勢。

最終，He8在融合前沿技術方面再次展現了HGST的設計實力。 這個密封平台在 10TB HDD 中得到進一步利用，儘管是以主機管理的 SMR 形式。 無論如何，HGST 獲得了市場上最快的 8TB 驅動器的桂冠，並且在容量和性能至高無上的用例中，儘管每 TB 的定價溢價，He8 將贏得許多人的青睞。 儘管它不是 SMR，但該驅動器在部署方面仍然存在局限性，這都不是它的錯。 由於重建時間和需要管理大量元數據表的陣列，RAID 環境可能仍然具有挑戰性，可能不會立即過渡到這些或任何其他高容量驅動器。 但對於那些使用存儲堆棧的人來說，他們可以利用巨大的容量提升，並且不想受到競爭性 SMR 驅動器性能的影響，He8 應該是一個優秀的驅動器，著眼於更多 PB 規模的部署。

優點

• 最高容量的 PMR 驅動器
• 低功耗
• 隨著時間的推移，技術已經證明了自己
• 最快的 8TB 硬盤

缺點

• 整體不如 6TB 驅動器快
• 還是有點貴

底線

HGST Ultrastar Helium He8 企業級硬盤是一款 8TB 硬盤，提供 SAS 和 SATA 接口。 借助 He8，用戶可以在容量增加的同時降低功耗，從而降低總體擁有成本並在 8TB 容量點實現最快的吞吐量。

亞馬遜的 HGST Ultrastar Helium He8