東芝 MK01GRRB/R 2.5 英寸 15K SAS 企業級硬盤評測

東芝去年底推出了MK01GRRB系列企業級硬盤。 2.5" 15,000RPM 6Gb/s SAS 驅動器有 147GB 和 300GB 容量可供選擇，使 MK01GRRB 成為東芝 2.5 英寸外形規格中速度最快的企業級硬盤驅動器。不過，東芝不僅關注該系列驅動器的主軸性能，他們還花費了大量工程來改善功耗，進一步推動更好的總擁有成本。

MK01GRRB 驅動器使用一種電源狀態，可減少空閒狀態下的驅動器旋轉，從而降低整體功耗。 當然，使用電源的好處包括減少散熱、冷卻要求等，同時提高驅動可靠性。 東芝提供 147GB 和 300GB 容量的驅動器，以及自加密 (AES-256) 選項，該選項在產品名稱末尾用 R 而不是 B 表示。 SED 選項可在不犧牲驅動器性能的情況下提供增強的安全性。 驅動器的所有四個版本均提供 5 年保修。 

東芝 MK01GRRB 規格

• 容量
  • 147GB
    • 標準 – MK1401GRRB
    • SED——MK1401GRRR
  • 300GB
    • 標準 – MK3001GRRB
    • SED——MK3001GRRR
• 6 Gb/秒 SAS
• 轉速：15,000 RPM
• 軌間尋道 0.35ms（典型值） （讀取），典型值 0.2ms （寫）
• 平均尋道時間 3.0ms（典型值） （讀取），典型值 2.7 毫秒（寫）
• 平均延遲 2ms
• 緩衝區大小 32MB
• 電源要求
  • 旋轉（啟動）功率 2V +/- 5%：1.2A（峰值）、1.5A（峰值 < 100us）、5V +/- 5%：1.0A（峰值）
  • 讀/寫功率：8.7W
  • 主動空閒功率：4.3 瓦
• 尺寸（寬）x（深）x（高） 69.85 毫米（2.75 英吋）x 100.45 毫米（3.95 英吋）x 15 毫米（0.59 英吋）
• 重量 220 克
• 環境建議
  • 溫度 – 工作溫度 5° 至 55°C（41° 至 158°F）
  • 濕度 – 工作濕度 5% 至 95% RH
  • 振動 – 工作時 0.6mm（5 至 20Hz）9.8 m/s²（1.0G）（20Hz 至 300Hz）
  • 衝擊 – 工作時最大 980 m/s² (100G)，1ms
  • 海拔高度 – 運行 3,048 m
• 聲學（閒置）：3.3 貝爾
• 平均故障時間 (MTBF) 1,600,000 小時
• 錯誤率（查找）1 x 10⁷
• 錯誤率（不可恢復）1 x 10¹⁶
• 保固 – 有限保固 5 年（自購買日起）

設計與拆卸

東芝MK01GRR系列硬盤的設計非常實用，這在企業級硬盤甚至固態硬盤中並不少見。 該設計採用雙色調設計，帶有銀色頂蓋和帶有銀色裝飾的黑色噴漆主體，在加工其非常精確的形狀時金屬被磨掉。 頂蓋包括基本信息，包括型號名稱、製造商日期、固件版本、版本號及其各種認證。 

該驅動器幾乎利用了 2.5 英寸寬、15 毫米高的外形規格中的所有可用空間。 電路板與底面幾乎齊平，所有元件都朝內。 這種設計風格允許發熱組件將熱能散發到驅動器的外殼中，並散發到安裝在驅動器托架中時從驅動器上方吸入的氣流中。

驅動器的正面配有標準 SAS 數據和電源連接器，沒有可見的服務引腳。

卸下各種精密十字頭螺絲後，電路板可以從驅動器主體上取下。 這暴露了 Marvell SAS 控制器、32MB Winbond DDR2 模塊，以及用於從電機控制器和控制器中吸走熱量的導熱墊。

企業綜合基準 

東芝 MK3001GRRB 是一款 300GB 2.5 吋 15,000RPM SAS 介面硬碟。本次評測的比較產品包括以下幾款企業級硬碟：希捷 Cheetah 15K.7（300GB，3.5 英寸，15,000RPM，SAS）、日立 Ultrastar 15K600（300GB，3.5 英寸，15,000RPM，SAS）、東芝 MBF2000GB，東芝（2.英寸，10,000RPM，SAS）以及希捷 Savvio 10K.4（600GB，2.5 英寸，10,000RPM，SAS）。所有企業級硬碟均在我們基於聯想ThinkServer RD240 的企業級測試平台上進行基準測試。所有 IOMeter 資料均以 MB/s 速度的二進位數值表示。

我們的第一個測試著眼於具有大塊傳輸的順序寫入環境中的速度。 此特定測試使用 IOMeter 的 2MB 傳輸大小，4k 扇區對齊並測量隊列深度為 4 的性能。東芝未指定 MK3001GRRB 的順序數據傳輸速度，僅指定延遲數據。

東芝 MK3001GRRB 提供了最快的順序傳輸速度，讀取速度為 198.82MB/s，寫入速度為 196.77MB/s。 與 10,000RPM 的東芝 MBF2600RC 相比，傳輸速度提高了 33%。

轉向隨機訪問配置文件，但仍保持 2MB 的大塊傳輸大小，我們開始看到性能在多用戶環境中的變化。 該測試保持我們在之前的順序傳輸基準測試中使用的相同隊列深度級別 4。

在大塊隨機傳輸測試中，東芝 MK3001GRRB 再次提供了我們測試的企業級硬盤中最高的性能。 它的峰值讀取速度為 131.02MB/s，寫入速度為 129.79MB/s。

轉向更小的 4K 隨機訪問傳輸大小，我們更接近在重度隨機訪問環境中可能發現的數據包大小，例如具有多個 VM 訪問同一陣列的服務器設置。 在第一個測試中，我們查看隊列深度為 4 時的 1K 讀寫性能。

在隊列深度為 1 時，東芝 MK3001GRRB 提供了出色的性能，讀取速度為 0.77MB/s 或 197 IOPS，讀取速度為 1.48MB/s 或 379 IOPS。

我們的下一個 4K 測試著眼於擴展的讀寫性能，以及它如何從隊列深度 1 擴展到最大值 64。

在漸增的 4K 隨機讀取設置中，東芝 MK3001GRRB 處於領先地位，並且可以很好地擴展到 64 的隊列深度。在最高級別時，它測量到 533 IOPS 讀取。

在我們的斜坡 4K 寫入測試中，東芝 MK3001GRRB 提供了強大的性能，可以很好地擴展到 8 的隊列深度並趨於平穩。 它以 472 IOPS 的寫入速度達到峰值。

雖然吞吐量是衡量硬盤驅動器性能的一個很好的指標，但另一個重要的關注領域是平均和峰值延遲。 更高的峰值延遲數字可能意味著某些請求可以在大量連續訪問下備份。 我們在隊列深度為 3001 時測試了每個硬盤驅動器的延遲。 東芝 MK2.64GRRB 以 10 毫秒的平均延遲位居榜首。 峰值延遲處於較高範圍內，與我們測試的 376K 東芝型號一樣，測得為 XNUMX 毫秒。

我們的最後一系列綜合基準比較了一系列服務器混合工作負載中的企業硬盤驅動器，隊列深度從 1 到 128。我們的每個服務器配置文件測試都強烈傾向於讀取活動，從 67% 讀取到我們的數據庫配置文件到 100% 在我們的網絡服務器配置文件中讀取。

第一個是我們的數據庫配置文件，67% 的讀取和 33% 的寫入工作負載組合主要集中在 8K 傳輸大小上。

東芝 15K SAS 硬盤提供了同類產品中最強的混合工作負載性能，並擴展到 63 的隊列深度，然後穩定在 536 IOPS。

下一個配置文件著眼於一個文件服務器，80% 的讀取和 20% 的寫入工作負載分佈在從 512 字節到 64KB 的多種傳輸大小上。

在我們的文件服務器工作負載中，東芝 MK3001GRRB 再次保持領先於競爭驅動器的優勢，隊列深度達到 64 的峰值，綜合傳輸速度為 528 IOPS。

我們的 Web 服務器配置文件是只讀的，傳輸大小從 512 字節到 512KB 不等。

在只讀網絡服務器設置中，15K 2.5 英寸東芝達到 514 IOPS 的峰值，遠高於 3.5 英寸 15K 競爭對手中的任何一個。

最後一個配置文件查看工作站，使用 20K 傳輸混合使用 80% 的寫入和 8% 的讀取。

在我們最後一次涵蓋工作站配置文件的混合工作負載中，東芝 MK3001GRRB 顯示出最強的性能領先優勢，在隊列深度為 573 時測得 64 IOPS。

電源消耗功率

在為數據中心或其他密集存儲環境選擇驅動器時，性能並不是公司在考慮 SSD 或硬盤驅動器時唯一感興趣的指標。 在某些情況下，功耗可能是一個巨大的問題，因此您想知道驅動器在恆定工作負載下的性能如何是有道理的。 為此，我們測量了東芝 MK3001GRRB 在順序讀寫模式、隨機 4K 讀取以及空閒和啟動模式下的功耗。 東芝聲稱平均讀/寫功耗為 8.7 瓦，閒置率在 4.3-4.5 瓦之間，具體取決於它所處的模式。

在我們的測試中，東芝 MK3001GRRB 在功耗方面實際上低於額定規格。 在從順序寫入到隨機讀取的一系列活動中，我們測得的功率值介於 6.33 瓦和 7.78 瓦之間。 閒置功率測量為 4.04 瓦，啟動時峰值功率為 10.89 瓦。

結語

東芝 MK01GRRB 在企業硬盤性能優勢方面牢牢立足。 雖然許多人的趨勢是向 SSD 和閃存過渡以實現高性能存儲，但企業仍然需要支持 10K 和 15K 遺留系統以及新的小型部署以考慮硬盤驅動器仍然具有優勢的地方。 我們的評測 Toshiba MK3001GRRB 清楚地表明硬盤驅動器仍有優勢，因為該驅動器在整個評測中佔據主導地位，在基準測試中幾乎佔據了所有第一名的位置。

該驅動器在高度隨機流量方面尤其出色，正如我們在擴展隊列深度 4K 隨機 I/O 測試以及我們的混合工作負載測試中所看到的那樣。 在低隊列深度下，驅動器與其他 10,000 或 15,000RPM 企業型號相距不遠，但出色的 I/O 開始堆積，東芝 MK3001GRRB 輕鬆處理增加的負載。 在每一個混合工作負載中，15K 東芝硬盤都遙遙領先。 唯一可以略微提高性能的地方是峰值寫入延遲，其測量值遠高於我們測試的其他企業級硬盤驅動器，但 10,000 RPM 東芝型號除外。

在功耗方面，東芝 MK3001GRRB 略低於官方規格，閒置時測得略高於 4 瓦。 總體而言，隨著更低的功耗進一步改善快速盤片驅動器的 TCO，東芝繼續向市場展示 15K 硬盤驅動器在某些情況下仍然有意義，並對其最新一代型號進行了改進。

優點

• 最快的順序和隨機大塊傳輸速度
• 高隊列深度下的最佳小塊隨機 I/O 性能
• 出色的功耗

缺點

• 4K 隨機寫入測試中的高峰值延遲

底線

東芝 MK01GRRB 表明，在高性能企業存儲方面，高性能硬盤還沒有準備好將控制權交給閃存。 它是迄今為止我們測試過的速度最快的 15K 硬盤，並提供改進的功耗，表明硬盤空間仍有創新空間。 

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