HGST 的 Ultrastar 7K4000 是一款 3.5" 企业级 HDD，容量高达 4TB，具有可选的加密功能并以 7,200RPM 的速度旋转。该驱动器专为数据中心、云存储以及备份和归档而设计。我们之前回顾了 SATA 6Gb/ s 接口 Ultrastar 7K4000 由于其 33% 的容量跃升至 4TB 以及 2 万小时的 MTBF 和可靠的 5 年保修而在推出时引起了轰动。然而，这一次，我们正在审查最近发布的 SAS 接口Ultrastar 7K4000 与其 SATA 同类产品具有许多相同的改进。Ultrastar 7K4000 SAS 具有可选的加密功能，使用五个盘片（每个盘片 4GB）高达 800TB 的存储空间，以及其 MTBF 为 2.0 万小时的出色可靠性数据。
HGST 的 Ultrastar 7K4000 是一款 3.5" 企业级 HDD，容量高达 4TB，具有可选的加密功能并以 7,200RPM 的速度旋转。该驱动器专为数据中心、云存储以及备份和归档而设计。我们之前回顾了 SATA 6Gb/ s 接口 Ultrastar 7K4000 由于其 33% 的容量跃升至 4TB 以及 2 万小时的 MTBF 和可靠的 5 年保修而在推出时引起了轰动。然而，这一次，我们正在审查最近发布的 SAS 接口Ultrastar 7K4000 与其 SATA 同类产品具有许多相同的改进。Ultrastar 7K4000 SAS 具有可选的加密功能，使用五个盘片（每个盘片 4GB）高达 800TB 的存储空间，以及其 MTBF 为 2.0 万小时的出色可靠性数据。
作为与 极星 7K4000 SATA, SAS 模型也被评为低功耗数据，只有微小的差异。 SATA 驱动器的读/写活动报价为 11.4W，而 SAS 型号为 10.9W。 卸载闲置数据略微偏向 SATA，分别为 5.7W 和 6.2W。 总体而言，与上一代 3TB 型号相比，这些驱动器的功耗应降低约 24%。 这部分归功于五种高级电源管理模式（例如低 RPM 空闲模式）。 Ultrastar 7K4000 SAS 和 SATA 之间有一个相当显着的区别，即双端口 SAS 具有 512、520 和 528 字节的传统扇区大小。 SATA 模型使用 4096 字节的扇区大小（向后兼容）。
HGST Ultrastar 7K4000 SAS 现已上市，附带 HGST 五年标准保修。 我们的测试模型是未加密的 4TB 容量驱动器。
HGST Ultrastar 7K4000 规格
- 容量
- 4TB – HUS724040ALS640
- 3TB – HUS724030ALS640
- 2TB – HUS724020ALS640
- 接口：SAS 6Gb/s
- 外形尺寸：3.5"
- 扇区大小：512/520/528
- 最大限度。 面密度 (Gb/sq. in): 475
- 数据缓冲区：64MB
- 转速（RPM）：7200
- 持续传输速率（典型值）：172 MB/s
- 寻道时间（读取，典型值）：8.0ms
- 声学怠速（贝尔）：2.9
- 启动电流（A，最大值）：1.2 (+5V), 2.0 (+12V)
- 电力
- 读/写：10.9W
- 卸载闲置：6.2W
- 环境温度：5～60C
- 冲击（半正弦波）：70G
- 振动（5 至 500 赫兹）：0.67 (XYZ)
- 环境（非工作）环境温度：-40 至 70C
- 冲击（半正弦波1ms）：300G
- 错误率（不可恢复，读取位）：十分之一15
- 加载/卸载循环：600,000
- 目标 MTBF：2 万小时
- 保修期：5年
- 尺寸（高 x 宽 x 深）：26 毫米 x 101.6 毫米（+/-0.25）x 147 毫米
- 重量（典型值）：690g
设计与建造
HGST Ultrastar 7K4000 SAS 与其 SATA 兄弟非常相似。 事实上，除了接口和标签之外，如果不看驱动器接口，很难区分两者。 在底部，用户可以通过卸下五短两长的七颗螺丝来取下电路板。 HGST 在驱动器和电路板之间安装了泡沫垫，以帮助吸收振动。
电路板包括一块 LSI 控制器芯片，以及 64MB 的 DRAM。
有关设计和构建的更多信息，请参阅我们的 HGST 7K4000 SATA 评测.
测试背景和比较
本次审查的可比性：
- 希捷星座 ES.3 （4TB）
- 希捷星座 ES.2 （3TB）
- 东芝 SAS 硬盘 MG03SCAx00 （3TB 和 4TB）
所有企业 HDD 都在我们的企业测试平台上进行了基准测试，该平台基于 联想ThinkServer RD240. ThinkServer RD240 配置有：
- 2 个英特尔至强 X5650（2.66GHz，12MB 缓存）
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 位和 CentOS 6.2 64 位
- 英特尔 5500+ ICH10R 芯片组
- 内存 – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
企业综合工作负载分析
我们的企业硬盘驱动器基准测试流程以相同的工作负载将每个驱动器置于稳定状态，设备将在 16 个线程的重负载下进行测试，每个线程有 16 个未完成队列，然后在多线程/队列中以设定的时间间隔进行测试深度配置文件以显示轻度和重度使用下的性能。 由于硬盘驱动器很快就会达到其额定性能水平，因此我们只绘制出每个测试的主要部分。
预处理和初级稳态测试：
- 吞吐量（读+写 IOPS 聚合）
- 平均延迟（读+写延迟一起平均）
- 最大延迟（峰值读取或写入延迟）
- 延迟标准偏差（读+写标准偏差一起平均）
我们的企业综合工作负载分析包括四个基于实际任务的配置文件。 开发这些配置文件是为了更容易与我们过去的基准测试以及广泛发布的值（例如最大 4k 读写速度和 8k 70/30，通常用于企业驱动器）进行比较。 我们还包括两个传统的混合工作负载，传统的文件服务器和网络服务器，每个都提供广泛的传输大小组合。
- 4k
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 万
- 8k 70/30
- 70% 读取，30% 写入
- 100% 万
- 128k（连续）
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 万
- 文件服务器
- 80% 读取，20% 写入
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- 支持网络端
- 100% 阅读
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
在我们的第一个企业工作负载中，我们测量了 4% 写入和 100% 读取活动的随机 100k 性能的长样本，以获得我们的主要结果。 HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 测得 245 IOPS 读取和 205 IOPS 写入。 读取活动数据被东芝 SAS 驱动器淘汰，但写入活动数据能够获得最高荣誉。
在负载为 16T/16Q 的主要平均延迟部分中，我们测得 HGST Ultrastar 1043.07K1247.04 7TB SAS 的平均读取延迟为 4000 毫秒，写入延迟为 4 毫秒，这再次位于组中。
仅测量读取活动，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 的最大响应时间为 3761.0ms，而写入活动的最大延迟为 3069.0ms。 读取活动最大值接近组的中间，但写入活动最大值位于底部。
回顾我们标准偏差部分中的 4k 延迟一致性，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 在该组测试中垫底，读取标准偏差为 522.95 毫秒，写入标准偏差为 404.72 毫秒。
与我们在 16% 16k 写入测试中执行的固定 100 线程、4 队列最大工作负载相比，我们的混合工作负载配置文件可在各种线程/队列组合中扩展性能。 在这些测试中，我们将工作负载强度从 2 个线程和 2 个队列扩展到 16 个线程和 16 个队列。 在扩展的 8k 70/30 测试中，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 排在东芝 SAS 驱动器的下方，其具有竞争力的吞吐量几乎与东芝的相媲美。 它达到了 225 IOPS，终端队列深度为 222 IOPS。
查看 8k 70/30 的平均响应时间，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 再次接近东芝 SAS 驱动器，但最终被击败。
在我们在不同线程和队列深度级别进行的主要测试期间，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 具有具有竞争力的最大延迟，在 303 个线程和 2 个队列深度级别，第二低的最大延迟为 2 毫秒，第二低的最大延迟在16 个线程和 16 个队列深度级别为 3,575 毫秒。
对于大多数线程/队列频谱，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 保持的延迟高于大多数或所有竞争产品。
在我们的 128k 测试中，这是一个大块顺序测试，显示了盘片驱动器的最高顺序传输速度，我们在 128% 写入和 100% 读取活动的情况下查看 100k 性能。 在这里，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 表现不错，仅次于希捷 Constellation ES.3 4TB。 HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 的读取速度为 177,740KB/s，写入速度为 177,780KB/s。
我们使用的下一个工作负载是我们的文件服务器配置文件，它将驱动器置于不同的工作负载之下。 我们将线程和队列数从 2T/2Q 扩展到 16T/16Q。 在这个工作负载范围内，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 以 231 IOPS 的最高 IOPS 名列该组的首位，仅次于达到 3 IOPS 的 Toshiba SAS 234TB。
在所有队列深度中，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 与东芝 SAS 驱动器并驾齐驱，尽管它在 1,115 毫秒的终端队列读取中被击败。
比较我们文件服务器配置文件中的峰值响应时间，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 是一个强大的竞争对手，仅次于 Seagate Constellation ES.3 4TB。
看延迟标准差，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS再次落到了小组最后面。
我们的最终测试是 Web 服务器测试，这是传统的 100% 读取活动。 HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 在 240T16Q 达到 8 IOPS 的峰值，终端队列深度读数为 239 IOPS。 这将它置于 Toshiba SAS 驱动器的正下方。
在我们下一次 Web 服务器配置文件平均延迟测试中，HGST 再次被东芝 SAS 驱动器淘汰。
查看我们 Web 服务器配置文件中的最大延迟，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 在 4094 毫秒处处于组中间。
比较我们只读 Web 服务器配置文件中的延迟一致性，HGST Ultrastar 7K4000 4TB SAS 再次发现自己在该类别中垫底。
结语
HGST Ultrastar 7K4000 SAS HDD 是一款企业级硬盘，最多可使用五个盘片来实现 4TB 的存储容量。 该驱动器以 7,200RPM 的速度旋转，还具有涉及云和数据中心存储的组织所需的可靠性数据（MTBF 为 2.0 万小时）。 该驱动器还经过优化以满足这些应用需求，其包含的高级电源管理模式提供 5 种配置文件，例如低 RPM 空闲以驱动更低的 TCO。 该驱动器的额定读/写活动功率为 10.9W，卸载空闲功率为 6.2W，睡眠和待机模式功率低于 2W。
查看 HGST Ultrastar 7K4000 SAS HDD 的测试，该驱动器整体表现良好。 在所有测试（4k、8k、128k、文件服务器和网络服务器）中，Ultrastar 7K4000 SAS 产生了一致的吞吐量，通常在组中排名第二。 虽然没有在竞争中脱颖而出，但该驱动器始终如一的表现这一事实说明了很多问题。 此外，关于其平均延迟数据也可以这样说。 不太积极的一点是，该驱动器的标准偏差数字通常位于该组的底部。 但是，这并不一定反映出驱动器产生了最高峰的延迟。 事实上，Ultrastar 7K4000 SAS 大部分时间在最大和平均延迟方面都位于该组的上半部分。 这些吞吐量和延迟数据与 Ultrastar 7K4000 SAS 的保修和 MTBF 规格相匹配，为企业提供了一个非常强大的驱动器。
优点
- 吞吐量数据在所有类别中都接近组的顶部
- 强大的顺序传输速度
- 2 万小时 MTBF 一流
缺点
- 竞争性 SAS HDD 在延迟标准偏差方面胜过 7K4000
底线
HGST Ultrastar 7K4000 SAS HDD 具有强大的 2 万小时 MTBF 和 5 年保修，以确保其可靠性的买家，并且通过我们的测试，我们发现 HGST 还在随机和顺序工作负载中提供始终如一的高吞吐量。
