用了3220小時,我們把"銀河"裝滿

早在今年7月,時下仍是業界最大容量的HDD來到了CHIP實驗室,花費4個多月時間,只為完成一項測試,誰叫它的容量達到16TB呢!

用了3220小時,我們把

機械硬盤,HDD早已形成寡頭壟斷時代,滿打滿算市場上玩家不過希捷、西部數據(包括HGST)和半拉東芝,大家"約"好了不擴容,等待新技術成熟。

不過,市場不等人,企業級存儲市場與個人消費級市場對HDD的需求正好相反,當PC和智能手機等移動終端大踏步Flash化的時候,數據中心、雲等企業級存儲的需求被同步拉昇,數據中心擴容的成本擺在那裡,還是得向單盤存儲密度要容量!在這種背景下,創紀錄的封裝了9張碟片的希捷Exos X16誕生了。

去年這個時候,希捷曾經發布新聞稿稱,使用HAMR(Heat-Assisted Magnetic Recording,熱輔助磁記錄)技術,在內部測試產品上實現了16TB的容量,但是半年後上市的Exos X16並不基於此技術,因此實驗產品(下圖右)與實際產品(下圖左)有著細節上的差異。CHIP的測試樣品採用SATA 3.0(6Gb/s)接口,型號為ST16000NM001G、16TB容量,此係列同時還提供14GB以及SAS 12Gb/s接口版本,以及標準、SED加密、SED-FIPS加密等多種格式,總計可選型號達10款,產品編號均以"G"結尾,有別於HAMR試製產品的"9"結尾。

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除了沒有導入HAMR技術,實際上已經到如此大容量情況下,希捷仍沒有將具有容量拓展優勢的SMR(Shingled Magnetic Recording,疊瓦式磁記錄)技術引入,而是延續了上代X14所使用的PMR(Perpendicular Magnetic Recording,垂直磁記錄)+TDMR(Two-Dimensional Magnetic Recording,二維磁記錄),它也是CMR(Conventional Magnetic Recording,常規磁記錄,相對於HAMR/MAMR)技術首次達到單盤16TB容量水平。一堆"MR"是不是令人頭暈?總結來說,X16採用了充氦技術,用PMR存儲數據、TDMR雙傳感器讀取數據、9碟封/單碟容量1.78TB,實現550TB/年的工作負載(約為普通桌面硬盤的10倍),其可靠性達到250萬小時的MTBF(平均故障間隔時間)的企業級硬盤水平,即全年7×24工作工作,5年質保,

不過這一數據也從側面體現出PMR技術已經走到了極限,從去年X14的8碟封裝、單碟容量1.75TB到X16,可以說單碟容量沒有變化,而被迫增加到9碟,也創了希捷自己的紀錄——2017年東芝MG07ACA系列在14TB上實現9碟封裝。隨著單盤16TB時代的到來,42U機架的最大存儲容量12.8PB,存儲密度提高14%,TCO進一步降低。

鑑於X16那麼"優秀",CHIP只好"虐待"一下它,常規測試完結之後,一直將它掛在服務器上持續隨機寫到現在……3220小時下來,總計已經寫入230TB以上數據,數據塊為從0B到1MB的隨機數,平均每秒33次I/O操作,累計消耗23.5kWh電力、平均功耗為7.33W。以上數據不能用消費級產品的概念來對比理解,它們足夠讓一顆消費級硬盤壽命終結。

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16TB的X16實際可用存儲空間為14902MB,採用7200r/min轉速、配備256MB緩存,並支持SuperParity、PowerChoice(閒置功率技術,改進後的 基於T10 / T13電源管理標準的電源和散熱效率)、PowerBalance(功率/性能技術,允許以平衡的性能水平降低功耗)、FastFormat(支持512B仿真和4K原生扇區快速格式化)、RAID Rebuild(快速陣列恢復)、熱插拔(SATA及SAS)等一系列企業級產品優化特性。

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需要特別說明一下的是PowerChoice技術。該技術允許管理員設定空閒模式,從而更好地控制產品的發熱量,對存儲服務器等高密度使用方式尤為重要。畢竟要為耗電和空調花兩份費用,如果沒有完全無延時的使用場景需求,能夠最大節約一半的電力,還是相當可觀的,這樣就不用像CHIP測試那樣費電了。

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X16 16TB硬盤標稱性能達到261MB/s、249MiB/s,測試結果證實了這一標稱水平。HDD最令人欣慰的莫過於無論數據飽和到何種程度,讀特別是寫速度都不會明顯下降,實際速度的起伏,只與對應記錄數據的磁道位於碟片內圈還是外圈有關,如其寫速度實際範圍為157MB/s~265MB/s,而讀速度實際範圍為198MB/s~266MB/s(HD Tune Pro)。

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I/O性能是企業級產品明顯有別於消費級產品的性能指標,IOMeter測試結果尤為明顯。優於仿真模型為文件服務器,因此數據塊隨機生成512b~64kb大小,讀寫操作各半,在這種情況下,X16從QD1開始,吞吐性能就兩倍於10TB 7200r/min消費級產品;QD數量增加吞吐能力持續快速上升,QD64之後基本達到峰值並保持穩定,與此同時,消費級產品性能已經開始下落。

類似的情況也出現在FCopy測試中,其1TB數據包內,包含了多達400k個隨機規模的文件,後續3000多小時的測試就用它讀寫並行的方式虐的X16。此役之後,X16的表現非常令人滿意,讀寫性能的測試數據,平均波動幅度只有0.21%,屬於誤差範圍內,即可以理解為讀寫性能沒有變化。另一方面,硬盤的噪音並沒有因為長時間使用而出現明顯變化,38.3±1 dBA的噪音水平也在誤差範圍內。

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在存儲,特別是企業級存儲需求旺盛的當下,容量更大的硬盤,對企業用戶的吸引力更大,畢竟這樣可以有效降低TCO,並且可以無延時地滿足擴容需求。不說多的,光額外14%的數據中心空間、服務器、耗電這幾個項目,就不是X16 16TB比14TB每顆增加750元可以解決的!


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