WD Black 4TB 台式機硬盤評測 (WD4003FZEX)

by 萊爾·史密斯 on 2013 年 11 月 1 日

WD Black 4TB 台式機硬盤是 WD 最新的大容量、高性能硬盤。 4TB 黑色當然不是全新的，WD 已經推出這種配置的驅動器一年多了。之前的 4TB 型號， WD4001FAEX，在當時是一個很大的進步，因為它使 2TB Caviar Black 的容量翻了一番，吞吐量提高了 12%。這一次，WD4003FZEX 沒有獲得 WD 更高的容量，但它確實擁有一些激進的性能聲明。由於改進的雙核處理器以及其他控制器和固件改進，WD 計算出性能提升 26%-48%，具體取決於容量。

WD Black 4TB 具有 SATA 6 Gb/s 接口、64MB 緩存，分佈在五個 800GB 盤片上。除了控制器更新之外，WD 驅動器還通過其動態緩存技術提高了性能，該技術通過實時改進緩存算法以及優化讀取和寫入之間的緩存分配來提高 HDD 的性能。因此，驅動器會自動為讀取數據分配更多緩存，從而減少數據擁塞並提高整體性能。

更新後的 WD Black 系列具有 1TB、2TB、3TB 和 4TB 的容量，並提供一流的五年保修。 4GB 型號的零售價為 279.99 美元。

WD Black 4TB 台式機硬盤規格

容量：
- 1TB – 一個 1TB 單盤 (WD1003FZEX)
- 2TB – 三個 x 800GB 盤片 (WD2003FZEX)
- 3TB – 四個 x 800GB 盤片 (WD3003FZEX)
- 4TB – 五個 x 800GB 盤片 (WD4003FZEX)
接口：SATA 6 Gb/秒
轉速：7,200 RPM（標稱值）
緩衝區大小：64 MB
加載/卸載循環：最少 300,000 次
緩衝區到主機（串行 ATA）：6 Gb/s（最大）
格式化容量：4,000,787 MB
每個驅動器的用戶扇區數：7,814,037,168
外觀尺寸
- 高度 26.1 毫米
- 深度 147 毫米
- 寬 101.6 mm x 高 XNUMX mm
重量：0.78公斤
環境規格
休克
- 操作衝擊（讀取）：30G，2 毫秒
- 非工作衝擊：300G，2 毫秒
聲學
- 空閒模式：29 dBA（平均）
- 搜索模式 0：34 dBA（平均）
溫度因素
- 工作溫度：32°F 至 140°F
- 非工作時：-40°F 至 158°F
功耗
- 讀/寫：9.50 瓦
- 空閒：8.10 瓦
- 待機：1.30 瓦
- 睡眠：1.30 瓦
保修：一年5

設計和建造

Western Digital 的所有消費類和企業級硬盤驅動器都遵循非常普遍的設計慣例，並且與今年早些時候發布的前代產品幾乎完全相同。面向消費者的 WD Black 4TB 具有 WD 標準產品標籤，除了型號外，每個產品系列的唯一區別是標籤底部的黑色標誌。

WD Black 4TB 是基於 SATA 3.5Gbps 接口的標準 6 英寸硬盤。在這裡，我們看到西部數據的標準做法是將發熱部件與驅動器主體接觸。這允許諸如控制器、RAM 和電機驅動器之類的東西將熱量分配到充當大型散熱器的身體中。此外，Western Digital 在驅動器和電路板之間使用泡沫墊來幫助吸收振動。

電路板包括 Marvell 88i9346-TFJ2 控制器芯片，以及來自三星的 64MB DDR2 RAM。

測試背景和比較

本次審查的可比性：

所有 3.5 英寸企業和消費者 HDD 都在我們基於 Lenovo ThinkServer RD240 的企業測試平台上進行了基準測試。 ThinkServer RD240 配置有：

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

企業綜合工作負載分析

我們的硬盤基準測試流程以相同的工作負載對每個驅動器進行預處理，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以顯示性能在輕度和重度使用下。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容易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。我們還包括兩個傳統的混合工作負載，傳統的文件服務器和網絡服務器，每個都提供廣泛的傳輸大小組合。

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
文件服務器
- 80% 讀取，20% 寫入
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
網絡服務器
- 100% 閱讀
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k

性能

在我們的第一個工作負載中，我們查看每個 4TB 硬盤驅動器在 100% 隨機 4K 寫入或 100% 4K 讀取工作負載下的性能。在此測試中，新的 WD Black 以驚人的傳輸速度領先，讀取速度為 140 IOPS，寫入速度為 224 IOPS。

新的 WD Black 256TB 的有效隊列深度為 16 (16T/4Q)，讀取延遲為 1,816 毫秒，寫入延遲為 1,140 毫秒，大大高於其舊型號。

比較最大延遲，新的 WD Black 在讀取列中略微下降到第二位，峰值寫入延遲為 2,608 毫秒，峰值讀取延遲為 4956 毫秒。 Hitachi Deskstar 以 4,773 毫秒獲得最佳最大讀取延遲。

比較4K讀寫延遲標準差，新的WD Black憑藉其穩定的性能重回榜首。

切換到我們的 8K 70/30 混合工作負載，我們測量從 2T/2Q（QD4 有效）到 16T/16Q（QD256 有效）的低負載的性能。在此設置中，新的 WD Black 再次成為表現最好的，而排名第二的 Hitachi Deskstar 7K4000 則大幅落後。前兩個驅動器與其他驅動器之間最大的區別之一是，雖然新的 WD Black 和 Deskstar 看到了更大的提升，因為每個線程數的隊列深度增加了，但另一個則趨於平穩。

對於新的 WD Black，我們 8K 70/30 配置文件的平均延遲在 34.6T/2Q 的 2 毫秒到 1,485.35T/16Q 的 16 毫秒之間變化。

比較每個 4TB 硬盤驅動器之間的最大延遲，新的 WD Black 的峰值響應時間低於所有同類產品，但在 16T/2Q 點略高於 Seagate Barracuda 和台式機硬盤。

在我們的 8K 70/30 工作負載中，它的峰值響應時間低於所有同類產品，它還具有更好的延遲一致性，儘管 Deskstar 緊隨其後。

比較每個硬盤在 128K 順序工作負載中的順序性能，新的 WD Black 再次以 186.7MB/s 的讀取速度和幾乎相同的 186.7MB/s 的寫入速度領先。它的前身以 153.0MB/s 和 145.1MB/s 的讀寫速度排在最後。

我們的下一個混合工作負載測量傳統文件服務器配置文件中每個硬盤驅動器的性能，傳輸大小從 512b 到 64K 不等。在線程/隊列負載的整個範圍內，新的 WD Black 以顯著優勢領先，從 94T/2Q 的 2 IOPS 擴展到 126T/16Q 的 16 IOPS，而舊型號從 66 IOPS 擴展到86 次輸入輸出。

在我們文件服務器工作負載的線程/隊列級別中，新的 WD Black 的平均延遲範圍從 42.44T/2Q 的 2 毫秒到 2,007.99T/16Q 的 16 毫秒。

在應用負載範圍內，新的 WD Black 能夠比舊的 WD Black 更好地抑制其峰值響應時間，而舊的 WD Black 是迄今為止該組中峰值延遲最高的。其餘的可比較對象表現得非常好，因為它們在整個範圍內的延遲都差不多。

將我們的觀點轉向文件服務器工作負載中的延遲一致性，新的 WD Black 在消費者 4TB 硬盤驅動器包中名列前茅。

我們最後的混合工作負載在我們的 Web 服務器配置文件中測量性能，其中包括完全只讀模式下 512b 到 512K 的傳輸大小。憑藉這種 100% 的讀取活動，新的 WD Black 再次名列前茅，傳輸速度從 104T/2Q 的 2 IOPS 到 134T/16Q 的 16 IOPS，而舊的 WD Black 型號僅從 57 IOPS 擴展到 63IOPS .

我們的 Web 服務器配置文件中的平均延遲範圍從 38.3T/2Q 的 2 毫秒到 1,893.3T/16Q 的 16 毫秒。

查看我們的 Web 服務器配置文件中的最大延遲，我們發現新的 WD Black 一直處於領先地位，直到低於 Hitachi 7K4000 的範圍末尾。

在我們的標準偏差測試中，新的 WD black 在延遲方面保持了其頂級性能，延遲一致性僅次於 Deskstar 7K4000。

結語

新的 WD Black 提供 1TB、2TB、3TB 和 4TB 容量，是該公司高性能、大容量產品線的更新產品。 WD Black 為用戶提供了一個合理的功耗選項，因為引用的功率數據在典型空閒操作時達到 8W，而總體平均值約為 9W。除此之外，該驅動器還具有 171MB/s 的驚人速度和持續吞吐量以及極佳的平均延遲響應時間。新的 WD Caviar Black 大體上是當今市場上最快的 3.5 英寸 HDD 之一，其目標用戶通常是那些尋求 HDD 中最具爆炸性性能而又不放棄容量的用戶。除了一流的性能外，新的 WD 驅動器還採用振動控制技術或 VCT，使盤片能夠適應任何安裝問題或振動條件。因此，隨著時間的推移，這會提高可靠性、準確性和性能。

在我們的測試中，我們發現新的 WD Black Caviar 4TB 整體性能明顯優於其他 7,200RPM 硬盤，但日立 7K4000 除外，它在幾個類別中保持同步。在混合工作負載中，新的 WD Black 經常以相當大的優勢位居榜首——尤其是在吞吐量方面——其順序讀取傳輸性能比最接近的 HDD 高出 20MB/s。更新後的 WD Black HDD 承諾更高的性能高達 48%、更高的準確性、更強的可靠性和更高的效率；它提供了這一點，使其成為強烈推薦的 HDD。

優點