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硬盘:与应用完美结合的选型方略(1)
作者: 韩蕊翻译 2014-04-30 09:22 【WatchStor】

本次选取的硬盘为:

东芝:企业级3TB,企业级2.5寸15kPRM和企业级SSD

HGTS:企业4TB,企业2.5寸15KRPM和企业SSD

WD:企业4TB,企业2.5寸15RPM(不包括SSD)

希捷:企业3TB,企业2.5寸15kPRM和企业SSD

笔者选取了截止到2014年1月31日为止的最新产品,并从各个供应商的网站上搜集信息,以便能够得到更加详细的信息。

希捷的文档是最好的,其次是HGST,然后就是WD,最后是东芝的。这篇的文章的第一部分,笔者将首先介绍消费级产品,然后是4TB企业级产品。另外,还会介绍2.5寸15kRPM硬盘和SSD的情况。(注意:HGST已经被WD收购)

消费级硬盘的文档提供的细节比较少,甚至都没有列出MTBF或者MTTF的规格。

*平均速度<55TB/年。硬盘的MTBF规格代表了I/O负载,不能超过平均每年的工作负载极限55TB/年。工作负载超过每年率将会降低硬盘的MTBF,并影响产品的可靠性。平均年负载率极限是在每单位的TB每年,或者TB每8760在线小时。工作负载率极限=TB迁移×(8760/可记录在线时长)。

**没有准确的年限,需要按照客户具体情况而定

***超大数据中心中年处理数据量在180TB以内的应用

****记录WD40EFRX(也就是Caviar Red)列出了1M小时,但是这是不同的硬盘。

就家用场景来说,除非用户做大量的视频编辑或者类似的工作负载,这些硬盘的性能还是不错的。对这些硬盘构成挑战的应用场景是视频监控系统。

笔者认为还需要考虑以下几个方面。

1. 硬盘的硬错误率,此性能不会影响家用场景,但是这个性能却也表明该硬盘不适合企业级使用。

2. 在(55C)131F和(60C)140F范围内操作,这适用于家用场景和企业级应用场景。

3. 没有足够的数据来表示硬盘的寻道延迟是多少,但是,在家用场景中,可以不考虑这个指标。

4. 除了东芝以外,其他供应商消费级硬盘的质保项目都比企业硬盘的少。

对于消费级硬盘来说,有一些问题还需要考虑,比如:用户将如何使用硬盘?还有写性能,这是下面笔者需要重点回答的问题。

家用系统大多运行较低性能的文件系统和单一应用,列出来的数据速率是合理的。这也是笔者考虑的问题,但是笔者绝对不会把这些硬盘应用于企业应用。

从笔者的角度来看,只有希捷和HGST的工作负载循环文档是最新的。笔者猜测这些供应商明确表明这些硬盘是不适应I/O密集应用的,所以在I/O密集应用中还是选择企业级硬盘吧。

企业近线级产品(关键企业应用),有4TB硬盘,SATA接口盘,现在有SAS接口和数据界面。这些硬盘就不同于消费级硬盘。在条件允许的情况下,笔者会使用带有安全擦的自加密硬盘。由于硬盘内已经实现了加密,供应商是默认不影响硬盘性能的。

 *在Ultrastar_7K4000_SAS_Spec_V1.7.pdf 的第27页,HGST提供了ECC的大量细节和纠错。

**希捷在第五章可靠性说明中提供了可靠性细节讨论。

***MTBF是40°C下的测量值。

****希捷和东芝提供了旋转延迟数,而不是寻道延迟。

*****MTBF和AFR规格的测定条件是40°C和系统负载达到180TB/年(工作负载定义为用户所有数据迁移入/出硬盘。)

******东芝声明,他们具有“硬盘到硬盘的数据保护应用”。这可能是ANSI T10 PI/DIF,但不是很明确。

对于多数用户来说,大多数硬盘需要使用RAID控制器,存储供应商需要为用户提供这些控制器。大型RAID供应商,甚至小型RAID供应商,会采用多家供应商的控制器。

笔者认为,对于WD硬盘的工作负载循环需要重点考虑的是:这些硬盘确实不适合企业级应用场景,所以不要把这些硬盘用于企业级应用。这限制了SAS对WD硬盘的支持。

东芝没有提供更加详细的信息,所以在很多方面很难做出比较。HGST显示的MTBF是超过600,000小时。与2005年的企业级FC硬盘相比,这进步是惊人的。

另外,1 bit in 10E15 bit的硬盘写错误率基本没有什么变化。HGST硬盘的噪音和耗电稍高。所以,在280TB工作负载限制下,笔者会在希捷和HGST之间做出选择,但是不会选择WD硬盘。

由此,笔者得出的结论是,消费级硬盘是不适合企业级应用的。尽管这两种硬盘的使用温度范围是相同的,但是还是有一些明显不同的。消费级硬盘仅仅使用了SATA接口,而SAS可以实现:

1.ECC通道的高可靠性大大降低了无记载数据损坏的几率。

2.一些高端硬盘都可以支持12Gb/sec接口。但是,在消费级硬盘中不会添加这个功能,不会在消费级硬盘中出现的功能还有8Gb/sec。

3.与SATA相比,SAS的硬盘错误恢复比较容易实现。

4. SATA不支持ANSI T10端到端的数据保护模式,而硬盘驱动的CRC和LBA是高可靠的。

最后,但不是最重要的,企业级应用对加密的需求。HGST和希捷公布了大量的加密细节,还有加密是如何起作用的,而且这是不影响性能的。在企业级应用场景中,尤其是在云计算场景中或者备份场景中,这意味着用户数据中心以外的数据将处于别人的管理之下。

大多数供应商都提供了加密功能。就可靠性来说,硬盘加密是必要,这也决定了消费级硬盘不能用于企业级应用场景。


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标签:硬盘/SSD 固态硬盘 

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