希捷企業性能 10K 硬盤與 TurboBoost 硬盤評論

by 亞當·阿姆斯特朗 on 2015 年 5 月 19 日

企業 ◇ 硬盤

希捷 Enterprise Performance 10K HDD 是希捷 Enterprise Performance 系列的第八代產品。該驅動器是 2.5 英寸外形規格的 10K SAS 12Gb/s HDD，配備 32GB eMLC 閃存的“TurboBoost”，可實現更快的讀寫性能以及 128MB 多段緩存。該硬盤的最大容量為 1.8TB，比上一代容量增加了 50%。對於考慮到數據安全性的買家，還提供了一種具有即時安全擦除功能的安全模型。該驅動器還具有 300GB、450GB、600GB、900GB 和 1.2TB 的容量。

最新版本的 10K 驅動器旨在提供關鍵任務性能。驅動器的主要焦點是容量、密度和節能。與 2.5 英寸相比，驅動器為 3.5 英寸，容量幾乎增加一倍，佔地面積減少 70%。 TurboBoost 功能允許加速 I/O 操作、優化響應時間、改進熱數據性能，同時提供可預測的性能。新硬盤採用希捷的 RAID 重建技術，可為管理員提供更快的重建時間，同時減輕系統壓力，並降低二次故障的風險。希捷還擁有硬盤的安全擦除版本 (SED) 以及經過 FIPS 140-2 驗證的模型，以幫助保護關鍵數據。

帶有 TurboBoost 的 Seagate Enterprise Performance 10Kv8 提供 5 年保修，零售價為 735 美元。

具有 TurboBoost 規格的希捷企業性能 10Kv8：

型號：ST1800MM0128
主軸轉速（RPM）：10K
平均延遲（毫秒）：2.9
持續傳輸速率（外徑到內徑，MB/s）：241 到 117
多段緩存 (MB)：128
配置/可靠性
- 磁盤：4
- 頭：8
接口：12Gb/s
外部傳輸速率 (MB/s)：1,200
每位讀取的不可恢復讀取錯誤：每 1E10 16 次
年化故障率 (AFR)：0.44%
NAND 閃存類型：eMLC
NAND 閃存大小：32GB
電力管理
- 典型運算 (A) +5V/+12V：0.44/0.47
- 典型工作 (W)：7.8
- 閒置功率 (W)：4.55
- 性能效率指數（空閒 W/GB）：0.0025
工作溫度 (°C)：5 至 55
非工作溫度 (°C)：–40 至 70
衝擊，操作：11 毫秒 (Gs)：40
震動，非操作：2 毫秒 (Gs)：400
聲學空閒（bels-聲功率）：3.1
振動，運行：<500Hz (Gs)：0.5
振動，非工作：<500Hz (Gs)：3
物理
- 高度（英寸/毫米，最大值）：0.591/15.00
- 寬度（英寸/毫米，最大）：2.760/70.10
- 重量（磅/千克）：0.439/0.199
- 紙箱單位數量：30
- 每托盤紙箱：50
- 每層紙箱：10
有限保修：5 年

設計和建造

配備 TurboBoost 的希捷企業級 Performance 10k HDD 是一款 2.5" 外形規格的硬盤，高度為 15 毫米。該硬盤的設計延續了其前身的設計，提供與希捷 SSHD 幾乎相同的外觀。頂部的產品信息標籤帶有容量和接口等相關規格，驅動器側面提供四個螺絲孔，便於安裝，驅動器底部多為黑色，電路板裸露。

驅動器的正面具有傳統的 SAS 接口。

在帶有 TurboBoost 的 Seagate 10k 內部，主控制器是 Avago 芯片組，帶有可見的三星 DRAM 封裝。

測試背景和比較

我們將在這次審查中將 Enterprise Performance 10k8 與以下驅動器進行比較：

我們正在Dot Hill AssuredSAN 4824上測試這些硬碟。

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、透過 Benchmark Factory 測試 SQL Server 效能，以及透過 VMware 的 VMmark 測試虛擬化效能。

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。

在我們的每秒平均交易基準測試中，帶渦輪增壓的 10Kv8 恰好落在中間位置，達到 835.05 TPS 的峰值。毫不奇怪，帶渦輪增壓的 10Kv8 落後於帶渦輪增壓或混合動力驅動的 15K。

轉向我們的 Sysbench MySQL 測試中的平均延遲顯示了類似的結果。這次 10Kv8 緊隨 15K 和混合動力車之後，再次落在中間位置。

就我們最壞情況下的 MySQL 延遲情況（第 99 個百分位延遲）而言，帶 Turbo 的 10Kv8 保持在中間位置，稍微落後於 SSHD 和 15K

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 685GB（3,000 規模）SQL Server 數據庫並測量事務性能和 30,000 VU 負載的延遲。我們還包括來自較小的 333GB（1,500 規模）SQL Server 數據庫的結果，以更好地調整緩存大小以適應工作負載。

與 Sysbench 測試一樣，就性能定位而言，結果非常相似。帶渦輪增壓的 10Kv8 再次落在中間，落後於帶渦輪增壓和混合動力驅動的 15K。對於 30k 虛擬用戶，10Kv8 的 Turbo 有 4,460.6 TPS。

查看平均延遲，帶 Turbo 的 10Kv8 的速度為 1,983 毫秒。

移動到較小的數據庫大小，結果總體上更接近，彼此都在 20TPS 以內。帶有渦輪增壓器的 10Kv8 以 3,093.9 TPS 落在中間。

延遲也很接近，彼此相差在 35 毫秒以內，而帶有 turbo 的 10Kv8 再次以 106 毫秒位於中間。

我們的 VMmark 協議利用一系列基於常見虛擬化工作負載和管理任務的子測試，結果使用基於圖塊的單元測量，該單元對應於系統執行各種虛擬工作負載的能力，例如虛擬機的克隆和部署，跨數據中心的自動 VM 負載平衡、VM 實時遷移 (vMotion) 和動態數據存儲重定位 (storage vMotion)。

比較標準化的 VMmark 2.5.1 性能，帶渦輪增壓的 10Kv8 能夠擴展到 8-tile 的負載，僅次於 15K 的 10-tile 負載。

企業綜合工作負載分析

在啟動每個 fio 綜合基準測試之前，我們的實驗室在 16 個線程的重負載下將設備預先調節到穩定狀態，每個線程有 16 個未完成隊列。然後使用多個線程/隊列深度配置文件以設定的時間間隔測試存儲，以顯示輕度和重度使用情況下的性能。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（連續）
- 100% 讀取或 100% 寫入
- 100% 8k
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，測量希捷 10Kv8 的整個 LBA 頻譜的性能，一旦獲得增益，它就處於中間位置。配備 Turbo 的希捷 10Kv8 讀取性能為 17,111 IOPS，寫入性能為 7,565 IOPS。

從平均延遲來看，我們發現配備 Turbo 的希捷 10Kv8 首次從第三位下滑。該驅動器的讀取延遲實際上最高，為 63.66 毫秒。具有 turbo 寫入延遲的 10Kv8 更符合其之前的結果，為 34.52 毫秒。

對於最大延遲，我們看到與上述類似的結果。帶 Turbo 的 10Kv8 以 1,325.8 毫秒的讀取速度排名最後，以 385.6 毫秒的寫入速度排名第三。

有趣的是，標準偏差為我們提供了與相同位置的平均延遲完全相同的結果。

下一個測試再次將驅動器置於 100% 讀/寫活動下，這次是 8K 順序吞吐量。帶 Turbo 的 10Kv8 在讀取活動中排名第二，在寫入活動中排名第三。帶 Turbo 的 10Kv8 的讀取性能為 143,516 IOPS，寫入性能為 55,236 IOPS。 15K 名列前茅。

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，帶 Turbo 的 10Kv8 再次以 8,909 IOPS 的性能峰值位居第三。

查看平均延遲，我們再次看到帶有渦輪增壓器的 10Kv8 處於中間位置。 10Kv8 的渦輪增壓雖然不是表現最好的，但與非渦輪增壓的同類產品以及它正在更換的型號相比，運行延遲更短。

具有最大延遲的 10Kv8 與 Turbo 再次跌至底部。然而，它的非渦輪增壓版本卻佔據了榜首。大多數驅動器始終發布不一致的速度。

標準偏差顯示帶渦輪增壓的 10Kv8 在大部分情況下處於底部，其非渦輪增壓對應物再次成為最佳表現者。

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。在查看 128% 寫入和 100% 讀取活動的 100K 性能時，帶 Turbo 的 10Kv8 在讀取速度方面排名第二，為 2.48GB/s，在寫入速度方面排名第三，為 1.63GB/s。不出所料，具有 Turbo Boost 的 15K 以 3.15GB/s 的讀取速度位居榜首。非 turbo 10Kv8 以 2.46GB/s 的寫入速度位居首位。

結語

希捷企業級 Performance 10Kv8 硬盤是一款 2.5 英寸 10K 硬盤，具有“面向未來”的 12Gb/s SAS 接口。該驅動器配備希捷的 TurboBoost，它增加了 32GB 的 eMLC NAND 以及 128MB 的緩存以提高性能。這些驅動器設計用於存儲關鍵任務數據的數據中心。驅動器的主要焦點是性能、容量、密度和低能耗。這些硬盤有 300GB、450GB、600GB、900GB、1.2TB 和 1.8TB 容量，並提供五年保修。

在性能方面，帶有 TurboBoost 的 Seagate Enterprise Performance 10Kv8 大部分時間都在中間運行，有幾次跌至墊底。在我們的應用程序測試中，它在 Sysbench 和 SQL 測試中處於中間位置。在較小的數據庫大小的 SQL Server 測試中，使用 TurboBoost 的 10Kv8 在 8 TPS 和 13 毫秒內達到最佳性能。它還在我們的 VMmark 測試中加載了多達 8 個區塊，而大多數其他驅動器最多只能加載 4 個區塊。

在我們的綜合工作負載中，帶 Turbo 的 10Kv8 在吞吐量測試中仍然處於中間位置，但在延遲測試中卻墊底了。在我們的 4K 測試中，帶 Turbo 的 10Kv8 讀取吞吐量為 17,111 IOPS，寫入吞吐量為 7,565 IOPS。它的延遲數字有點偏高，平均讀取延遲為 63.66 毫秒，寫入延遲為 34.52 毫秒。最大延遲顯示出類似的結果，讀取非常高，為 1,325.8 毫秒，寫入更符合其他測試的驅動器 385.6 毫秒。對於我們的 8K，具有 Turbo 性能的 10Kv8 在讀取方面排名第二，為 143,516 IOPS，在寫入方面排名第三，為 55,236 IOPS。在我們的大塊順序測試中，讀取速度為 2.48GB/s，寫入速度為 1.63GB/s。

毫不奇怪，帶渦輪增壓的 10Kv8 無法與帶渦輪增壓的 15K 競爭。然而，帶 Turbo 的 10Kv8 確實比非 Turbo 驅動器具有更高的吞吐量，並且它的容量也是 15K 驅動器的三倍。雖然這些驅動器的吞吐量和延遲比 15K 驅動器低一點，但它們能夠在相同的機架空間中容納更多的容量，從而降低每 GB 的成本。

優點