WD Xe SAS 硬盤評測

by StorageReview 企業實驗室 on 2013 年 10 月 2 日

企業 ◇ 硬盤

WD Xe 是一款 6Gb/s SAS 硬盤驅動器，外形尺寸為 2.5" 15mm。Xe 驅動器轉速為 10,000 RPM，提供 32MB 緩存並提供高達 204MB/s 的吞吐量。這些驅動器的容量高達 900GB整個產品線都提供自加密驅動器 (SED) 選項。WD 還提供可選的 3.5" 支架/熱同步，讓 Xe 適合傳統的 3.5" 環境，在這些環境中它們可用於替代容量較低且價格較高的產品操作 3.5" 15K 驅動器。

WD 為 Xe 系列投入了大量的工程精力。這些驅動器採用了一系列旨在確保企業長期運行的技術。此功能集的重點是旋轉加速前饋 (RAFFTM) 等關鍵項目，它優化了在易振動環境中的操作，以及 NoTouch 斜坡加載技術，這意味著磁頭永遠不會接觸磁盤介質。這些功能和其他功能使 Xe 達到了行業最高的 2,000,000 小時 MTBF。

Xe 插槽成為企業數據中心市場的主流性能硬盤。 WD 還為這個市場提供另外兩種驅動器； Re 是一款用於主流存儲的 4TB 7,200 RPM SATA 驅動器，Se 是一款針對 NAS 和橫向擴展架構進行調整的 4TB 7,200 RPM SATA 驅動器。 WD Xe 有 300GB、450GB、600GB 和 900GB 容量，並與 3.5" 熱同步兼容，適用於需要它的環境。我們的評測單元包括 16GB 容量中的 900 個。

WD Xe 規格

容量：
- 900 GB (WD9001BKHG)
- 600 GB (WD6001BKHG)
- 450 GB (WD4501BKHG)
- 300 GB (WD3001BKHG)
接口：SAS 6 Gb/s
外形尺寸：2.5 英寸
SED 可選
數據傳輸速率（最大）：204 MB/s
緩存：32MB
轉速：10,000 RPM
平均驅動準備時間：13 秒
加載/卸載循環：600,000
每讀取一位不可恢復的讀取錯誤：<10 in 10¹⁷
MTBF：2,000,000 小時
有限保修：5 年
平均功率要求
- 順序讀取：7.0W
- 順序寫入：5.3W
- 隨機讀/寫：6.4W
- 閒置：5.2W
工作溫度：5 至 55 °C
非工作溫度：-40 至 70 °C
衝擊（Gs）
- 操作（2 毫秒，讀/寫）：30
- 操作（2 毫秒，讀取）：65
- 非操作（2 毫秒）：300
聲學 (dBA)
- 空閒：30
- 尋求（平均）：37
物理尺寸：100mm x 69.85mm x 15mm
重量：.23kg ± 10%

設計和建造

WD Xe 是一款 2.5" 企業級 SAS HDD，z 高度為 15mm。它提供行業標準的 SAS 6Gb/s 連接，儘管其峰值順序傳輸速率額定為 204MB/s。Western Digital 使用非常基本的外部驅動器設計，採用黑色合金外殼和電路板，利用其外形尺寸允許的所有可用空間。

基於 Western Digital SAS 的 Xe 的核心是一個 Marvell i1248-C2 控制器，它利用 32MB 的三星 DRAM 進行緩衝。這不同於其 HGST 表兄弟 C10K900，後者利用具有 64MB DRAM 緩衝區的 LSI 控制器。

測試背景和比較

本次評測的 10,000RPM Enterprise HDD 可比產品：

HGST Ultrastar C10K900 900GB
希捷 Savvio 10K.4 600GB
希捷 Savvio 10K.5 600GB
希捷 Savvio 10K.6 900GB
東芝 MBF2600RC 600GB

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。 ThinkServer RD240的設定如下：

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

我們的企業硬盤驅動器基準測試流程以相同的工作負載將每個驅動器置於穩定狀態，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，然後在多線程/隊列中以設定的時間間隔進行測試深度配置文件以顯示輕度和重度使用下的性能。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
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

在我們的第一個企業工作負載中，我們測量了具有 4% 寫入和 100% 讀取活動的隨機 100k 性能的長樣本，以獲得我們的峰值持續隨機 I/O 結果。 WD Xe 處於中間位置，在讀取性能方面僅次於 Seagate Savvio 10K.7，落後於位於頂部的 HGST 10K900。在寫入性能方面，它僅次於 HGST 10K900。

在我們的隨機 256K 讀寫測試中，有效隊列深度為 4，我們測得 Xe 在負載下的平均讀取延遲為 585 毫秒，寫入延遲為 672 毫秒。

比較每個 10K 企業級驅動器的峰值響應時間，儘管寫入延遲最高，但 Xe 在後端延遲方面處於中間位置。

通過我們的標準偏差測量深入研究延遲一致性，WD Xe 在讀取和寫入活動方面的測量值最高。

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。在擴展的 8k 70/30 測試中，WD Xe 將自己置於中間位置，傳輸速率從 194T/2Q 的 2 IOPS 擴展到 398T/16Q 的 16 IOPS。

當我們在 8k 70/30 工作負載中調高負載時，測量 WD Xe 的平均延遲，我們看到響應時間在 20.46T/2Q 時從 2 毫秒開始，在 642T/16Q 時上升到 16 毫秒。

與我們 8k 70/30 工作負載中的其他組相比，WD Xe 在我們更高的有效隊列深度下有一些更高的峰值響應時間，在某些區域與 HGST 10K900 交換位置。

調入延遲一致性，WD Xe 隨著負載的增加而落後於包，具有最高的標準偏差數字。

我們使用的下一個工作負載是我們的文件服務器配置文件，它將驅動器置於不同的工作負載之下。我們將線程和隊列數從 2T/2Q 擴展到 16T/16Q。在此工作負載範圍內，WD Xe 繼續在組中運行，性能範圍從 195T/2Q 的 2 IOPS 到 402T/16Q 的 16 IOPS。

在我們的文件服務器工作負載響應時間範圍內，從 20.46T/2Q 時的 2 毫秒到 635T/16Q 時增加到 16 毫秒的峰值。

在我們的文件服務器工作負載中，峰值響應時間繼續領先於同類產品 HGST 10K900。

比較延遲一致性，我們注意到 WD Xe 的標準偏差較弱，儘管它非常接近 HGST 10K900。

我們的最終測試涵蓋了一個模擬的 Web 服務器配置文件，其中包含 100% 的讀取活動。在最後的工作量中，WD Xe 略微縮小了差距，排名靠前。我們測量的吞吐量從 198T/2Q 的 2 IOPS 擴展到 427T/16Q 的 16 IOPS。

在我們的 Web 服務器配置文件中，WD Xe 的平均延遲在 20.18T/2Q 時從 2 毫秒開始，在 597T/16Q 時上升到 16 毫秒。

憑藉 100% 的讀取活動，WD Xe 能夠在其最大響應時間方面取得領先，擊敗東芝和 HGST 同類產品。

雖然峰值響應時間比以前具有混合讀寫活動的工作負載有所改善，但在我們的標準偏差測試中測量的延遲一致性仍然接近底部，儘管僅略高於 HGST 10K900。

結語

WD Xe SAS 硬盤驅動器對 WD 去年推出的首款 2.5" SAS 產品 S25 進行了適度更新。該驅動器的最高容量為 900GB，並且堅定地瞄準 OEM 和傳統硬盤驅動器更換市場。Xe 是 WD 最高的執行企業硬盤驅動器，插入其 3.5" 高容量選項之上。在 Western Digital 公司內部，Xe 也有一個近親 HGST Ultrastar 10K900。這些驅動器在幾個方面有所不同； HGST 使用 LSI 控制器，WD 使用 Marvell，HGST 使用 64MB 緩存，而 WD 只有 32MB。當然，內部和通過固件存在細微的技術差異，但從市場定位的角度來看，將 Ultrastar 視為兩者之間的高端產品是合理的。不過，這絲毫不減損 Xe 帶來的優勢，包括 WD 最高的 2 萬小時 MTBF 評級和五年保修。

撕裂性能硬盤驅動器的性能數據似乎隨著每次修訂而變得更加困難，因為差異幅度通常只有一個百分點，甚至“寬”幅度幾乎不可能在大量運行中的驅動器中檢測到。這當然對原始設備製造商有利，因為他們喜歡多來源幾乎所有東西，包括存儲。訣竅在於從硬盤驅動器中提供足夠的性能，同時提供其他因素，如耐用性、可靠性和成本/GB。如上所述，WD 取得了成為耐久性和可靠性爭論核心的技術進步，發布了有史以來最高的 MTBF 評級，與 HGST 持平，HGST 在該指標上一直處於行業領先地位。

不過查看數據，我們看到 Xe 插槽低於 HGST 10K900，儘管在線程和隊列計數上遵循類似的性能配置文件。與當前一代的其他 10K SAS 驅動器相比，WD Xe 略微落後。查看峰值延遲和標準偏差等其他屬性，WD Xe 在組中脫穎而出，輸出一致性稍差，響應時間峰值略高。請注意，這些在整個方案中都是非常小的差異，並且在某些區域與其堂兄 HGST 10K900 交換了位置。總體而言，WD Xe 為我們所有的工作負載提供了可靠的性能，與上一代同類產品相比表現出優勢。對於希望達到所需性能等級的原始設備製造商，WD Xe 在性能方面緊隨其後，還增加了大量可靠性功能，以確保其在多年運行後保持平穩運行。

優點