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WD Black 4TB 台式机硬盘评测 (WD4003FZEX)

by 莱尔·史密斯

WD Black 4TB 台式机硬盘是 WD 最新的大容量、高性能硬盘。 4TB 黑色当然不是全新的,WD 已经推出这种配置的驱动器一年多了。 之前的 4TB 型号, WD4001FAEX,在当时是一个很大的进步,因为它使 2TB Caviar Black 的容量翻了一番,吞吐量提高了 12%。 这一次,WD4003FZEX 没有获得 WD 更高的容量,但它确实拥有一些激进的性能声明。 由于改进的双核处理器以及其他控制器和固件改进,WD 计算出性能提升 26%-48%,具体取决于容量。


WD Black 4TB 台式机硬盘是 WD 最新的大容量、高性能硬盘。 4TB 黑色当然不是全新的,WD 已经推出这种配置的驱动器一年多了。 之前的 4TB 型号, WD4001FAEX,在当时是一个很大的进步,因为它使 2TB Caviar Black 的容量翻了一番,吞吐量提高了 12%。 这一次,WD4003FZEX 没有获得 WD 更高的容量,但它确实拥有一些激进的性能声明。 由于改进的双核处理器以及其他控制器和固件改进,WD 计算出性能提升 26%-48%,具体取决于容量。

WD Black 4TB 具有 SATA 6 Gb/s 接口、64MB 缓存,分布在五个 800GB 盘片上。 除了控制器更新之外,WD 驱动器还通过其动态缓存技术提高了性能,该技术通过实时改进缓存算法以及优化读取和写入之间的缓存分配来提高 HDD 的性能。 因此,驱动器会自动为读取数据分配更多缓存,从而减少数据拥塞并提高整体性能。

更新后的 WD Black 系列具有 1TB、2TB、3TB 和 4TB 的容量,并提供一流的五年保修。 4GB 型号的零售价为 279.99 美元。

WD Black 4TB 台式机硬盘规格

  • 能力:
    • 1TB – ​​一个 1TB 单盘 (WD1003FZEX)
    • 2TB – ​​三个 x 800GB 盘片 (WD2003FZEX)
    • 3TB – ​​四个 x 800GB 盘片 (WD3003FZEX)
    • 4TB – ​​五个 x 800GB 盘片 (WD4003FZEX)
  • 接口:SATA 6 Gb/s
  • 转速:7,200 RPM(标称)
  • 缓冲区大小:64 MB
  • 装载/卸载周期:最少 300,000
  • 缓冲区到主机(串行 ATA):6 Gb/s(最大)
  • 格式化容量:4,000,787 MB
  • 每个驱动器的用户扇区数:7,814,037,168
  • 外形尺寸
    • 高度 26.1 毫米
    • 深度 147 毫米
    • 宽度 101.6 毫米
  • 重量:0.78公斤
  • 环境规格
  • 震动
    • 操作冲击(读取):30G,2 毫秒
    • 非工作冲击:300G,2 毫秒
  • 音响
    • 空闲模式:29 dBA(平均)
    • 搜索模式 0:34 dBA(平均)
  • 温度
    • 工作温度:32° F 至 140° F
    • 非工作:-40° F 至 158° F
  • 功耗
    • 读/写:9.50 瓦
    • 空闲:8.10 瓦
    • 待机:1.30 瓦
    • 睡眠:1.30 瓦
  • 保修:5年

设计与建造

Western Digital 的所有消费类和企业级硬盘驱动器都遵循非常普遍的设计惯例,并且与今年早些时候发布的前代产品几乎完全相同。 面向消费者的 WD Black 4TB 具有 WD 标准产品标签,除了型号外,每个产品系列的唯一区别是标签底部的黑色标志。

WD Black 4TB 是基于 SATA 3.5Gbps 接口的标准 6 英寸硬盘。 在这里,我们看到西部数据的标准做法是将发热部件与驱动器主体接触。 这允许诸如控制器、RAM 和电机驱动器之类的东西将热量分配到充当大型散热器的身体中。 此外,Western Digital 在驱动器和电路板之间使用泡沫垫来帮助吸收振动。

电路板包括 Marvell 88i9346-TFJ2 控制器芯片,以及来自三星的 64MB DDR2 RAM。

测试背景和比较

本次审查的可比性:

所有 3.5 英寸企业和消费者 HDD 都在我们基于 Lenovo ThinkServer RD240 的企业测试平台上进行了基准测试。 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

我们的硬盘基准测试流程以相同的工作负载对每个驱动器进行预处理,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,然后在多个线程/队列深度配置文件中以设定的时间间隔进行测试以显示性能在轻度和重度使用下。 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% 4K
  • 8K 70/30
    • 70% 读取,30% 写入
    • 100% 8K
  • 128K(连续)
    • 100% 读取或 100% 写入
    • 100% 128K
  • 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

性能

在我们的第一个工作负载中,我们查看每个 4TB 硬盘驱动器在 100% 随机 4K 写入或 100% 4K 读取工作负载下的性能。 在此测试中,新的 WD Black 以惊人的传输速度领先,读取速度为 140 IOPS,写入速度为 224 IOPS。

新的 WD Black 256TB 的有效队列深度为 16 (16T/4Q),读取延迟为 1,816 毫秒,写入延迟为 1,140 毫秒,大大高于其旧型号。

比较最大延迟,新的 WD Black 在读取列中略微下降到第二位,峰值写入延迟为 2,608 毫秒,峰值读取延迟为 4956 毫秒。 Hitachi Deskstar 以 4,773 毫秒获得最佳最大读取延迟。

比较4K读写延迟标准差,新的WD Black凭借其稳定的性能重回榜首。

切换到我们的 8K 70/30 混合工作负载,我们测量从 2T/2Q(QD4 有效)到 16T/16Q(QD256 有效)的低负载的性能。 在此设置中,新的 WD Black 再次成为表现最好的,而排名第二的 Hitachi Deskstar 7K4000 则大幅落后。 前两个驱动器与其他驱动器之间最大的区别之一是,虽然新的 WD Black 和 Deskstar 看到了更大的提升,因为每个线程数的队列深度增加了,但另一个则趋于平稳。

对于新的 WD Black,我们 8K 70/30 配置文件的平均延迟在 34.6T/2Q 的 2 毫秒到 1,485.35T/16Q 的 16 毫秒之间变化。

比较每个 4TB 硬盘驱动器之间的最大延迟,新的 WD Black 的峰值响应时间低于所有同类产品,但在 16T/2Q 点略高于 Seagate Barracuda 和台式机硬盘。

在我们的 8K 70/30 工作负载中,它的峰值响应时间低于所有同类产品,它还具有更好的延迟一致性,尽管 Deskstar 紧随其后。

比较每个硬盘在 128K 顺序工作负载中的顺序性能,新的 WD Black 再次以 186.7MB/s 的读取速度和几乎相同的 186.7MB/s 的写入速度领先。 它的前身以 153.0MB/s 和 145.1MB/s 的读写速度排在最后。

我们的下一个混合工作负载测量传统文件服务器配置文件中每个硬盘驱动器的性能,传输大小从 512b 到 64K 不等。 在线程/队列负载的整个范围内,新的 WD Black 以显着优势领先,从 94T/2Q 的 2 IOPS 扩展到 126T/16Q 的 16 IOPS,而旧型号从​​ 66 IOPS 扩展到86 次输入输出。

在我们文件服务器工作负载的线程/队列级别中,新的 WD Black 的平均延迟范围从 42.44T/2Q 的 2 毫秒到 2,007.99T/16Q 的 16 毫秒。

在应用负载范围内,新的 WD Black 能够比旧的 WD Black 更好地抑制其峰值响应时间,而旧的 WD Black 是迄今为止该组中峰值延迟最高的。 其余的可比较对象表现得非常好,因为它们在整个范围内的延迟都差不多。

将我们的观点转向文件服务器工作负载中的延迟一致性,新的 WD Black 在消费者 4TB 硬盘驱动器包中名列前茅。

我们最后的混合工作负载在我们的 Web 服务器配置文件中测量性能,其中包括完全只读模式下 512b 到 512K 的传输大小。 凭借这种 100% 的读取活动,新的 WD Black 再次名列前茅,传输速度从 104T/2Q 的 2 IOPS 到 134T/16Q 的 16 IOPS,而旧的 WD Black 型号仅从 57 IOPS 扩展到 63IOPS .

我们的 Web 服务器配置文件中的平均延迟范围从 38.3T/2Q 的 2 毫秒到 1,893.3T/16Q 的 16 毫秒。

查看我们的 Web 服务器配置文件中的最大延迟,我们发现新的 WD Black 一直处于领先地位,直到低于 Hitachi 7K4000 的范围末尾。

在我们的标准偏差测试中,新的 WD black 在延迟方面保持了其顶级性能,延迟一致性仅次于 Deskstar 7K4000。

结语

新的 WD Black 提供 1TB、2TB、3TB 和 4TB 容量,是该公司高性能、大容量产品线的更新产品。 WD Black 为用户提供了一个合理的功耗选项,因为引用的功率数据在典型空闲操作时达到 8W,而总体平均值约为 9W。 除此之外,该驱动器还具有 171MB/s 的惊人速度和持续吞吐量以及极佳的平均延迟响应时间。 新的 WD Caviar Black 大体上是当今市场上最快的 3.5 英寸 HDD 之一,其目标用户通常是那些寻求 HDD 中最具爆炸性性能而又不放弃容量的用户。 除了一流的性能外,新的 WD 驱动器还采用振动控制技术或 VCT,使盘片能够适应任何安装问题或振动条件。 因此,随着时间的推移,这会提高可靠性、准确性和性能。

在我们的测试中,我们发现新的 WD Black Caviar 4TB 整体性能明显优于其他 7,200RPM 硬盘,但日立 7K4000 除外,它在几个类别中保持同步。 在混合工作负载中,新的 WD Black 经常以相当大的优势位居榜首——尤其是在吞吐量方面——其顺序读取传输性能比最接近的 HDD 高出 20MB/s。 更新后的 WD Black HDD 承诺更高的性能高达 48%、更高的准确性、更强的可靠性和更高的效率; 它提供了这一点,使其成为强烈推荐的 HDD。

优点

  • 一流的性能
  • 比上一代有巨大改进
  • 5,一年保修

缺点

  • 有点贵

底线

Western Digital 更新的 Black 系列在最高容量硬盘驱动器市场上占据主导地位,在所有类别中提供一流的性能。

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