具有 TurboBoost 評測的希捷企業級性能 15K 硬盤

by 亞當·阿姆斯特朗 on 2015 年 3 月 30 日

企業 ◇ 硬盤

Seagate Enterprise Performance 15k HDD 是 Seagate Enterprise Performance 系列的第五代產品。該驅動器為 2.5 英寸外形規格的 15K 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 600GB，是上一代容量的兩倍。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。

顧名思義，這些驅動器旨在提供關鍵任務情況下的性能。 2.5 英寸的外形尺寸比 3.5 英寸的傳統驅動器具有更高的密度和功耗。 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。 Seagate Enterprise Performance 15k HDD 非常適合託管基於交易的應用程序的一級企業服務器、刀片式服務器、機架式服務器和塔式服務器，以及電力和空間受限且需要合規性和數據安全性的數據中心。

Enterprise Performance 提供 300GB 和 600GB 容量，提供 5 年保修，起價為 319.99 美元（300GB 型號）。我們的評測集由 Dot Hill AssuredSAN 600 陣列中的 4824 個 XNUMXGB 非安全驅動器組成。

企業級性能 15K 硬盤規格：

容量（標準 | 安全 | 安全 FIPS 140-2）
512e：
- 600GB (ST600MX0052 | ST600MX0062 | ST600MX0072)
- 300GB（ST300MX0012 | ST300MX0022 | 不適用）
4k 原生：
- 600GB（ST600MP008 | ST600MX0092 | ST600MX0102）
- 300GB（ST300MX0032 | ST300MX0042 | 不適用）
外形尺寸：2.5″
接口：SAS 12Gb/s
加密：無、標準加密或 FIPS
NAND 閃存類型：eMLC
NAND閃存大小：32GB
每分鐘轉數：15,000K
MTBF/ARF：2 萬/0.44%
電源：
- 典型工作 (A) +5V/+12V：
  - 600GB：0.44/0.54
  - 300GB：0.46/0.51
- 平均閒置功率 (W)：
  - 600GB：5.3
  - 300GB：4.8
- 平均工作功率（W）
  - 600GB：8.7
  - 300GB：8.4
工作環境：
- 環境溫度，工作 (C°)：5 至 55
- 環境溫度，非工作 (C°)：-40 至 70
- 溫度變化率/小時，最大值 (°C)：20
- 相對濕度，非冷凝（最大梯度 20%/小時）：5% 至 95%
- 衝擊，最大操作：11 毫秒 (Gs)：40
- 衝擊，最大非操作：2 毫秒 (Gs)：400
- 振動，運行：<400Hz (Gs)：0.5
- 振動，非工作：<500Hz (Gs)：2.4
保修：5 年有限

設計和建造

希捷企業級高效能 15k 硬碟是一款 2.5 吋規格的硬碟，厚度為 15 毫米。這款硬碟的設計延續了其前代產品的傳統，外觀與希捷混合硬碟 (SSHD)幾乎完全相同。上方貼有產品資訊標籤，標示了容量和介面等相關規格。硬碟側面設有四個螺絲孔，方便安裝。硬碟底部大部分為黑色，電路板裸露在外。

驅動器的正面具有傳統的 SAS 接口。

在帶有 TurboBoost 的 Seagate 15k 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：

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。

在我們的平均每秒交易量基準測試中，希捷企業級 Performance 15k HDD 以 890.01 TPS 的成績一開始位居榜首，並成功保持領先地位。在整個測試過程中，它以微弱優勢擊敗了它的 SSHD 同類產品。

在我們的 Sysbench MySQL 測試中測量平均延遲講述了一個類似的故事，TurboBoost 的 15k 在每一步都以微弱優勢擊敗 SSHD，再次名列前茅。

就我們最糟糕的 MySQL 延遲情況（第 99 個百分位延遲）而言，採用 TurboBoost 的 15k 通過每一步都以微弱優勢擊敗 SSHD 來重複其性能。

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。配備 TurboBoost 的 15k 在每秒交易量方面名列前茅，得分為 5364.9 TPS，比 SSHD 高出約 300 TPS。

從延遲來看，採用 TurboBoost 的 15k 具有最低的整體延遲，為 850 毫秒。

移動到較小的數據庫大小，結果總體上更接近。儘管結果彼此相差都在 20 TPS 以內，但使用 TurboBoost 的 15k 再次以 3,102.4 TPS 高出 SSHD 約 7 TPS 位居榜首。

延遲也很接近，彼此相差在 30 毫秒以內，但在這裡更清楚一點的是，使用 TurboBoost 的 15k 表現最好，為 93 毫秒。

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，帶有 TurboBoost 的希捷 15k 能夠擴展到 10-tile 的負載，而 Seagate Savvio 10K.7 的最高負載為 2-tile，Seagate SSHD 的最高負載為 4-tile . 從運行的負載來看，採用 TurboBoost 的 15k 在性能上具有優勢。

企業綜合工作負載分析

在啟動每項fio 綜合基準測試之前，我們的實驗室會先對設備進行預處理，使其在 16 個執行緒、每個執行緒 16 個未處理佇列的重負載下達到穩定狀態。然後，我們會以設定的時間間隔，使用多種執行緒/佇列深度配置對儲存裝置進行測試，以展示其在輕負載和重負載下的效能。預處理和主要穩定狀態測試：

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，使用 TurboBoost 測量希捷 15k 整個 LBA 頻譜的性能在讀取性能方面略低於 SSHD。帶有 TurboBoost 的 15k 的讀取性能為 55,026 IOPS，而 SSHD 的讀取性能為 59,024 IOPS。然而，帶有 TurboBoost 的 15k 以 8,793 IOPS 剛剛超過 SSHD 的寫入性能位居榜首。

查看平均延遲，我們看到與上述類似的結果，SSHD 再次具有最佳讀取速度，為 4.33ms，而 15k 為 4.65ms，而採用 TurboBoost 的 15k 具有最佳寫入速度，為 29.11ms，而 SSHD 為 30ms。

對於最大延遲，這是我們第一次看到採用 TurboBoost 的 15k 以 954.9 毫秒的讀取速度墊底，而它以 399.9 毫秒的延遲寫入速度落後於 SSHD。

使用 TurboBoost 的 15k 的標準偏差顯示出更好的性能，它以 14.9ms 的讀取速度和 28.9ms 的寫入速度落在 Seagate 驅動器的中間。 SSHD 再次名列前茅。

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。採用 TurboBoost 的 15k 再次以 145,868 IOPS 的讀取性能和 56,367 IOPS 的寫入性能位居榜首，儘管整個寫入性能相當接近。

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，採用 TurboBoost 的 15k 和 SSHD 運行得相當接近，但採用 TurboBoost 的 15k 在大部分測試中都處於領先地位，達到了 10,948 IOPS 的峰值。

在我們的平均延遲基準測試中，我們再次看到 SSHD 和帶 urbo 的 15k 將其推向榜首，只是這一次它們在整個測試過程中跑得更近了。但是，在大多數測試中，採用 TurboBoost 的 15k 確實保持了非常小的領先優勢。

從最大延遲來看，採用 TurboBoost 的 15k 再次跌至最低。兩種混合驅動器都表現出相當不一致的性能。 10k7 驅動器在進入終端隊列之前以最低延遲執行。

標準偏差再次顯示具有 TurboBoost 的 15k 具有最弱的性能，但它並不像最大延遲那樣不一致。

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。當查看 128% 寫入和 100% 讀取活動的 100K 性能時，採用 TurboBoost 的 15k 再次顯示出整體最佳性能，讀取速度為 3.15GB/s，寫入速度為 1.83GB/s。

結語

Seagate Enterprise Performance 15k HDD 是一款 2.5” 15K HDD，帶有 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。這些驅動器針對高性能應用程序，例如託管熱數據的服務器以及創建刀片式、機架式和塔式服務器以託管基於交易的應用程序。這些驅動器有 300GB 和 600GB 兩種容量，並提供 5 年保修。

在性能方面，Seagate Enterprise Performance 15k HDD 與其 Seagate 兄弟相比表現相當出色，包括優於其較舊的混合硬盤 turbo SSHD。帶有 TurboBoost 的 15k 在應用程序測試中表現非常出色，在每項測試中都名列前茅，儘管 SSHD 緊隨其後。在我們的 VMmark 測試中，它還將加載多達 10 個區塊，而其他驅動器最高為 4 個區塊和 2 個區塊。

在我們的綜合工作負載中，Seagate Enterprise Performance 15k HDD 表現非常出色，在許多測試中名列前茅。在我們的 4k 基準測試中，採用 TurboBoost 的 15k 以 8,793 IOPS 和 29.11 毫秒的最高寫入平均延遲在吞吐量寫入性能方面名列前茅。在8k 100%讀寫吞吐量中，該硬盤以145,868 IOPS讀取和56,367 IOPS寫入的吞吐量性能在讀寫中均位居榜首。它向我們展示了 3.15GB/s 的讀取速度和 1.83GB/s 的寫入大塊順序測試。

希捷在彌合這些最新的支持閃存緩存的驅動器方面做得很好。雖然總體上肯定不如 SSD 快，但 TurboBoost 確實比標準 HDD 提供了非常顯著的性能提升，並且 SAS 接口使其比以美元/GB 競爭的低成本 SATA SSD 更強大。誠然，閃存接管這些驅動器解決的高性能領域只是時間問題，但在此期間，希捷有另一種產品表現良好，適用於仍然需要硬盤驅動器的成本或收益或需要依賴的市場磁盤由於其他原因。

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