Seagate Enterprise Turbo SSHD 是一款 2.5" 15K SAS HDD，配備 32GB eMLC 閃存，專注於卓越的美元/IOPS 性能和容量。與 300 RPM HDD 相比，預計性能提高 15,000%，Enterprise Turbo SSHD 專注於在業務關鍵型交易環境（OLTP、VDI、SAP HANA）中，同時也比同類 SSD 解決方案更具成本效益。企業 Turbo SSHD 明確了 HDD 和 SSD 結合的優勢：性能和人們期望從 SSD 獲得的速度提升，具有 HDD 的價格點和容量。
Seagate Enterprise Turbo SSHD 是一款 2.5" 15K SAS HDD，配備 32GB eMLC 閃存，專注於卓越的美元/IOPS 性能和容量。與 300 RPM HDD 相比，預計性能提高 15,000%，Enterprise Turbo SSHD 專注於在業務關鍵型交易環境（OLTP、VDI、SAP HANA）中，同時也比同類 SSD 解決方案更具成本效益。企業 Turbo SSHD 明確了 HDD 和 SSD 結合的優勢：性能和人們期望從 SSD 獲得的速度提升，具有 HDD 的價格點和容量。
Seagate Enterprise Turbo SSHD 性能提升背後的真正動力是其 NAND 緩存。 憑藉 32GB 的 eMLC 讀取緩存，Enterprise Turbo 能夠將“熱”數據保存在 NAND 中，以實現更快的傳輸速度，否則可能會從盤片中傳輸。 希捷還打算通過在 I/O 級別進行緩存來解決性能瓶頸，而其 AMT 算法可確保智能且正確地識別熱點數據以進行緩存。 一個額外的 8MB NVC（非易失性緩存）支持寫緩存有助於進一步提高性能並防止意外斷電。 在這種斷電的情況下，驅動器使用來自主軸電機的能量來刷新對 NV 內存的未決寫入。 希捷保證在這種情況下 NAND 的磨損可以忽略不計，因為企業環境中的電源故障非常罕見。
將 Seagate Enterprise Turbos 集成到現有基礎設施中只是安裝硬盤的問題； 無需額外的驅動程序、軟件或配置。 易於部署還與一系列令人印象深刻的安全功能相匹配。 Turbo 驅動器可以不加密、加密或 FIPS 提供。 這些驅動器還提供五年保修。
希捷顯然掌握了混合驅動器技術，或者希捷更喜歡的固態混合驅動器技術。 了解這些如何適應整個企業存儲市場對於理解 Turbo 的整體價值主張很重要。 希捷已經在銷售 10K 和 15K 標準硬盤。 然而，這個市場正受到 SSD 的猛烈攻擊，尤其是在 15K 硬盤驅動器的情況下，SSD 可以在性能、運營費用和容量方面提供巨大的改進。 事實上，大型陣列供應商專門針對高速主軸層，用閃存替換這些驅動器並實現相同的性能水平，以獲得剛剛列出的所有優勢。 Dell Compellent 可能是這個領域最有發言權的公司之一，但其他人也在效仿。
然而，這並不意味著 10k/15K 層的硬盤驅動器會立即消失，因為仍然有很多理由將它們保留在生產中。 在絕大多數企業用例中，這些驅動器提供了足夠的性能，與閃存相比，每 GB 成本的價格更優惠，並且沒有關於驅動器耐用性的問題。 考慮到性能和密度方面的創新，10K 的價值支撐仍然更強一些， 薩維奧10K.7 例如，容量比上一代高出 33%，並在 1.2TB 的容量中提供了吞吐量和延遲的完美結合。 不過，支持 15k 的論點變得有點難以成立，因為容量有限、成本溢價以及整個行業對這些平台的創新投資較少。
在考慮閃存和 HDD 在數據中心中的位置時，還有另一個考慮因素，那就是緩存解決方案。 除了提供集成分層或緩存解決方案的陣列供應商之外，似乎還有無窮無盡的主機內或分佈式服務器端緩存解決方案供應，這些解決方案在傳統的基於盤片的陣列前面利用某種形式的軟件和閃存。 不過這裡的訣竅是，幾乎所有這些解決方案都是只讀緩存，而那些寫緩存的解決方案至少可以說是非常規的。 還需要弄清楚許可、軟件/硬件的安裝以及在某種程度上在每個計算節點/服務器中註入閃存。
對高性能存儲注意事項的概述有助於確定 Enterprise Turbo 在存儲市場中的位置。 Turbo 採用已知平台，即希捷的 15K 600GB 驅動器，並附加耐用性優化的 eMLC NAND，以提供用於讀取緩存的集成解決方案。 集成件是關鍵，只需將驅動器放入支持它們的任何系統中，該系統現在可提供更高的性能。 對於任何人 在 Twitter 上關注我們，您從我們的早期觀察中知道，這意味著在某些情況下收益超過 2 倍。 考慮到如此小的 NAND 分配，這是相當令人印象深刻的。 當然，這只是戲弄，詳細的結果和與希捷主流 10K 硬盤的比較如下。
Turbo 提供 300GB、450GB 和 600GB 容量。 我們的審核單元包含 600GB 容量中的 2014 個。 Enterprise Turbo 的 OEM 樣品現已出貨，量產將於 XNUMX 年年中開始。
Enterprise Turbo SSHD 規格
- 容量
- 600GB (ST600MX0004)
- 450GB（ST450MX0004）
- 300GB（ST300MX0004）
- 外形尺寸：2.5", 15mm
- 接口：SAS 6Gb/s
- 加密：無，標準加密或 FIPS
- SSD 緩存：32GB eMLC 讀取緩存，8MB NVC 支持的寫入緩存
- 緩衝區：128MB DRAM
- 每分鐘轉數：15,000K
- IOPS：高達 900
- MTBF/AFR：2 萬，44%
- 保修期：5年
設計和建造
從表面上看，Seagate Turbo SSHD 與任何其他標準企業級硬槃無異。 當然，它還有更多功能，32GB 的 NAND 緩存隱藏在 PCB 上。 Turbo 遵循傳統的 2.5 英寸 15 毫米 z 高度外形，使其與任何設計為使用企業 HDD 的系統兼容。
在 Seagate Turbo SSHD 內部，主控制器是一個 Marvell 芯片組，可以看到大型 32GB 三星 eMLC NAND 封裝。
測試背景和比較
本次審查的 SAS Enterprise HDD 可比產品：
- HGST Ultrastar C10K900 900GB
- 希捷 Savvio 10K.6 900GB
- 希捷 Savvio 10K.7 1.2TB
- 東芝 MBF2600RC 600GB
- 東芝 MK01GRRB 147GB
所有企業 HDD 都在同一測試平台上進行每項測試的基準測試。
對於我們的合成 FIO 測試，我們使用我們的 ThinkServer RD240 配置：
- 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
每個應用程序測試都有一個獨特的環境，每個測試都有詳細說明 基準頁面. 對於測試 16 個驅動器的情況，一個 iXsystems 泰坦 316J JBOD 已添加到環境中並通過外部 SAS 電纜連接到相關集群。
應用性能分析
在企業市場中，產品聲稱在紙面上的表現與它們在實際生產環境中的表現之間存在巨大差異。 我們了解評估存儲作為大型系統組件的重要性，最重要的是存儲在與關鍵企業應用程序交互時的響應速度。 為此，我們推出了應用程序測試，包括我們專有的 MarkLogic NoSQL 數據庫存儲基準, 通過 SysBench 的 MySQL 性能, 通過 Benchmark Factory 的 SQL Server 性能 以及 VMware 的 VMmark 虛擬化性能.
在MarkLogic NoSQL數據庫環境中，我們測試了可用容量大於等於700GB的快速存儲方案。 我們的 NoSQL 數據庫需要大約 650GB 的可用空間才能使用，平均分配給四個數據庫節點。 在我們的測試環境中，我們使用 SCST 主機並在 JBOD 中顯示每個設備，每個數據庫節點分配一個設備或分區。 該測試以 24 個間隔重複進行，此類驅動器總共需要 36-48 小時。 測量 MarkLogic 軟件看到的內部延遲，我們記錄了總平均延遲以及每個驅動器的間隔延遲。
比較 RAID10 中希捷 Turbo SSHD 與兩個傳統 10K 和 15K SAS HDD 之間的總體平均延遲，Turbo 能夠提供巨大的性能提升。 如果買家在這種特定情況下選擇使用傳統的 15K SAS 驅動器，則延遲會增加 64%； 如果他們堅持使用 10K SAS，延遲會高出 148%。 看著我們的 在我們的 MarkLogic NoSQL 基準測試中測試的所有設備的總體排名, Seagate Turbo SSHD 也擊敗了一些僅支持 SSD 的同類產品。
在我們的 NoSQL 基準測試中查看 Seagate Turbo SSHD 的詳細延遲視圖，即使測試持續了兩天，混合驅動器也能夠保持緊密和一致的延遲。
向下移動到 RAID15 中的傳統 10K SAS 驅動器，延遲視圖在每個測試間隔內顯著增加。
使用 RAID10 中的傳統 10K SAS 驅動器，隨著時間增加一倍以上，整體延遲情況變得更糟。
我們的下一個應用測試包括 通過 SysBench 進行 Percona MySQL 數據庫測試，它衡量 OLTP 活動的性能。 在此測試配置中，我們使用一組 聯想 ThinkServer RD630s 使用 LSI 9286-8e RAID 卡將數據庫環境加載到單個 SATA、SAS 或 PCIe 驅動器或一組 HDD 上。 該測試測量平均 TPS（每秒事務數）、平均延遲以及 99 到 2 個線程範圍內的平均 32% 延遲。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的數據庫中使用 Fusion-io 閃存感知應用程序 API，儘管為了進行比較，我們在其“傳統”塊存儲模式下測試了每個設備。
在大約 260GB 的工作數據庫佔用空間中，我們使用 Seagate Turbo SSHD 查看了 RAID10 和 RAID00 中的性能。 雖然我們從不推薦在生產環境中使用 RAID00，但選擇它的用途是為了展示 RAID10 的性能可能與 32 個驅動器的更大磁盤組有關。 每個磁盤有 32GB 的 eMLC，在我們的 RAID256 配置中大約有 10GB 可用，在我們的 RAID512 配置中大約有 00GB 可用。 與 Seagate Savvio 10K.7 1.2TB 10K SAS HDD 相比，Seagate Turbo SSHD 能夠提供更高的吞吐量，在 RAID1,267 中達到 00TPS 峰值，在 RAID959 中達到 10TPS，而 10K SAS 達到 401TPS。
在我們的 Sysbench MySQL 測試中測量平均延遲時，Seagate Turbo SSHD 從 17.36 線程的 2ms 擴展到 RAID33.35 中的 10ms，而 RAID00 從 13.19ms 擴展到 25.25ms。
比較 TPC-C Sysbench 測試期間的第 99 個百分位延遲，Seagate Turbo SSHD 能夠比傳統的 10K SAS 陣列保持平靜得多。
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。
查看每個驅動器配置的事務性能，Savvio 10k.7 和 Turbo SSHD 之間的性能進步僅高出 14%，儘管我們將在下面查看延遲時看到差異要大得多。
比較每個存儲配置之間的平均延遲，RAID10 中的 Seagate Turbo SSHD 提供了適度的 TPS 提升，如上所示，儘管延遲下降更為顯著。 與 37K SAS 驅動器相比，平均延遲下降了 10%，如果您關注 RAID00 配置，延遲下降了驚人的 88%。
在我們的 Turbo SSHD 的 RAID10 配置中轉移到更適合 NAND 緩存量的更小的數據庫大小，我們看到 Turbo RAID00 和 RAID10 之間的 TPS 差異，而 Savvio 10K.7 RAID10 不是那麼大，儘管大多數幕後的區別在於延遲方面。
比較負載為 15,000 VU 的 SQL Server TPC-C 基準測試中的平均延遲，希捷 Turbo SSHD 與 17K.10 RAID7 存儲池相比提高了 10%，或者在配置為 RAID80 時提高了 00%。
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)。
對於這兩個 VMmark 基準測試，我們將比較 Seagate Turbo SSHD 和 Seagate Savvio 10K.7 1.2TB HDD 的性能，兩者都配置在 RAID10 存儲池中，並通過 Windows Server 2012 R2 存儲主機呈現為網絡存儲。 對於 RAID 卡，我們利用了 Adaptec 的新系列 8 8160ZQ，它安裝在我們的 Lenovo ThinkServer RD630 中。
比較標準化的 VMmark 2.5.1 性能，Seagate Turbo SSHD 能夠擴展到 4-tile 的負載，而 Seagate Savvio 10K.7 的最高負載為 2-tile。 對於它們都運行的負載，Turbo 在運行期間由於更嚴格的 QoS 延遲而在性能上具有優勢。
企業綜合工作負載分析
閃存和緩存性能在每個存儲設備的整個預處理階段都會發生變化。 我們的企業存儲基準流程首先分析驅動器在徹底預處理階段的運行方式。 每個可比較的驅動器都以相同的工作負載預處理到穩定狀態，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，然後在多個線程/隊列深度配置文件中以設定的時間間隔進行測試在輕度和重度使用下顯示性能。
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
在我們的 100% 4K 隨機讀寫測試中，測量了 Seagate Turbo SSHD 在整個 LBA 範圍內的性能（顯示其基線 15K 速度），我們測量了 593 IOPS 讀取和 457 IOPS 寫入。 相比之下，容量更大、主軸速度更慢的兄弟 Savvio 442K.363 的 10 IOPS 讀取和 7 IOPS 寫入。
Seagate Turbo SSHD 憑藉其組中最快的主軸速度，在我們繁重的 16T/16Q 工作負載中提供了最低的平均延遲，讀取時間為 431 毫秒，寫入時間為 590 毫秒。
雖然 Seagate Turbo SSHD 提供了更高的吞吐量和最低的平均延遲，但其峰值延遲在讀取時接近中上部，而在寫入時則在底部。
與其在隨機 4K 測試中的峰值延遲數據類似，Seagate Turbo SSHD 的標準偏差在讀取活動中排名靠前，但落後於寫入活動。
結論
Seagate 大膽宣稱 Enterprise Turbo SSHD 是“世界上最快的硬盤”。 通常情況下，存儲公司喜歡虛張聲勢作為其營銷宣傳的一部分，但說“世界上最快的”是非常有力的。 事情是這樣的，他們是對的。 Turbo 絕對是冒煙的，結果擊敗了希捷自己的 10K SAS 驅動器，後者在某些情況下獲得了 200% 以上的收益。 對於希望更新陣列但沒有全閃存解決方案的預算或 IOPS/延遲需求的企業，Turbo 是最佳選擇。
深入研究性能，我們發現所有企業應用程序工作負載都獲得了巨大收益。 在我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫基準測試中，Seagate Turbo SSHD 與 10K 和 15K SAS HDD 相比提供了巨大的收益，甚至超過了我們迄今為止測試過的一些 SSD。 在 CentOS MySQL 和 Windows Server 2012 SQL Server 環境中，我們在 TPC-C 工作負載下也看到了巨大的改進。 最後但同樣重要的是，我們的 VMware VMmark 2.5.1 基準測試的性能是傳統 10K SAS HDD 的兩倍。 總的來說，我們沒有遇到沒有受益於 Seagate Turbo SSHD 的應用程序環境。
很難找到對 Turbo 有什麼可抱怨的地方。 該驅動器提供即插即用兼容性、多種加密模型，並提供五年保修和 2 萬小時 MTBF。 600GB 的頂部容量是唯一的問題，但那是因為它在 15K RPM 平台上，這對於數據最終需要進入磁盤的時候非常有用。 然而，假設希捷將很快將該技術應用到 10K 企業級硬盤中並非不合理，可能會增加緩存大小以補償希捷 10K 硬盤提供的雙倍容量。 當然，10K 混合硬盤今天已經存在，希捷製造了 IBM 600 GB 10,000 rpm 6Gbps SAS 2.5 英寸混合. 雖然 10K 混合會蠶食 15K 版本，但從每美元的成本/容量角度來看，從長遠來看，10K 平台最有意義。
優點
- 全面領先的應用程序性能
- 即插即用性能提升，無需軟件
- 意外掉電數據保護
缺點
- 當前迭代容量限制為 600GB
- SSD 價格繼續下跌給 Turbo 定價帶來壓力
底線
希捷準確地將 Enterprise Turbo SSHD 描述為世界上最快的硬盤。 在虛擬化和 OLTP 等重要工作負載中，Turbo 比 2K HDD 快 10 倍以上。 對於任何想要最好的磁盤的企業來說，Enterprise Turbo 就是答案。
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