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WD Xe SAS 硬盘评测

by StorageReview 企业实验室

WD Xe 是一款 6Gb/s SAS 硬盘驱动器,外形尺寸为 2.5" 15mm。Xe 驱动器转速为 10,000 RPM,提供 32MB 缓存并提供高达 204MB/s 的吞吐量。这些驱动器的容量高达 900GB整个产品线都提供自加密驱动器 (SED) 选项。WD 还提供可选的 3.5" 支架/热同步,让 Xe 适合传统的 3.5" 环境,在这些环境中它们可用于替代容量较低且价格较高的产品操作 3.5" 15K 驱动器。 


WD Xe 是一款 6Gb/s SAS 硬盘驱动器,外形尺寸为 2.5" 15mm。Xe 驱动器转速为 10,000 RPM,提供 32MB 缓存并提供高达 204MB/s 的吞吐量。这些驱动器的容量高达 900GB整个产品线都提供自加密驱动器 (SED) 选项。WD 还提供可选的 3.5" 支架/热同步,让 Xe 适合传统的 3.5" 环境,在这些环境中它们可用于替代容量较低且价格较高的产品操作 3.5" 15K 驱动器。 

WD 为 Xe 系列投入了大量的工程精力。 这些驱动器采用了一系列旨在确保企业长期运行的技术。 此功能集的重点是旋转加速前馈 (RAFFTM) 等关键项目,它优化了在易振动环境中的操作,以及 NoTouch 斜坡加载技术,这意味着磁头永远不会接触磁盘介质。 这些功能和其他功能使 Xe 达到了行业最高的 2,000,000 小时 MTBF。

Xe 插槽成为企业数据中心市场的主流性能硬盘。 WD 还为这个市场提供了另外两种驱动器; Re 是一款用于主流存储的 4TB 7,200 RPM SATA 驱动器,Se 是一款针对 NAS 和横向扩展架构进行调整的 4TB 7,200 RPM SATA 驱动器。 WD Xe 有 300GB、450GB、600GB 和 900GB 容量,并与 3.5" 热同步兼容,适用于需要它的环境。我们的评测单元包括 16GB 容量中的 900 个。 

WD Xe 规格

  • 能力:
    • 900 GB (WD9001BKHG)
    • 600 GB (WD6001BKHG)
    • 450 GB (WD4501BKHG)
    • 300 GB (WD3001BKHG)
  • 接口:SAS 6 Gb/s
  • 外形尺寸:2.5 英寸
  • SED 可选
  • 数据传输速率(最大):204 MB/s
  • 缓存:32MB
  • 转速:10,000 RPM
  • 平均驱动准备时间:13 秒
  • 加载/卸载循环:600,000
  • 每读取一位不可恢复的读取错误:<10 / 1017
  • MTBF:2,000,000 小时
  • 有限保修:5 年
  • 平均功率要求
    • 顺序读取:7.0W
    • 顺序写入:5.3W
    • 随机读/写:6.4W
    • 空闲:5.2W
  • 工作温度:5 至 55 °C
  • 非工作温度:-40 至 70 °C
  • 冲击 (Gs)
    • 操作(2 毫秒,读/写):30
    • 操作(2 毫秒,读取):65
    • 非操作(2 毫秒):300
  • 声学 (dBA)
    • 空闲:30
    • 寻求(平均):37
  • 物理尺寸:100mm x 69.85mm x 15mm
  • 重量:.23kg ± 10%

设计与建造

WD Xe 是一款 2.5" 企业级 SAS HDD,z 高度为 15mm。它提供行业标准的 SAS 6Gb/s 连接,尽管其峰值顺序传输速率额定为 204MB/s。Western Digital 使用非常基本的外部驱动器设计,采用黑色合金外壳和电路板,利用其外形尺寸允许的所有可用空间。

基于 Western Digital SAS 的 Xe 的核心是一个 Marvell i1248-C2 控制器,它利用 32MB 的三星 DRAM 进行缓冲。 这不同于其 HGST 表兄弟 C10K900,后者利用具有 64MB DRAM 缓冲区的 LSI 控制器。

 

测试背景和比较

本次评测的 10,000RPM Enterprise HDD 可比产品:

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
  • 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,我们测量了具有 4% 写入和 100% 读取活动的随机 100k 性能的长样本,以获得我们的峰值持续随机 I/O 结果。 WD Xe 处于中间位置,在读取性能方面仅次于 Seagate Savvio 10K.7,落后于位于顶部的 HGST 10K900。 在写入性能方面,它仅次于 HGST 10K900。

在我们的随机 256K 读写测试中,有效队列深度为 4,我们测得 Xe 在负载下的平均读取延迟为 585 毫秒,写入延迟为 672 毫秒。

比较每个 10K 企业级驱动器的峰值响应时间,尽管写入延迟最高,但 Xe 在后端延迟方面处于中间位置。

通过我们的标准偏差测量深入研究延迟一致性,WD Xe 在读取和写入活动方面的测量值最高。

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,WD Xe 将自己置于中间位置,传输速率从 194T/2Q 的 2 IOPS 扩展到 398T/16Q 的 16 IOPS。

当我们在 8k 70/30 工作负载中调高负载时,测量 WD Xe 的平均延迟,我们看到响应时间在 20.46T/2Q 时从 2 毫秒开始,在 642T/16Q 时上升到 16 毫秒。

与我们 8k 70/30 工作负载中的其他组相比,WD Xe 在我们更高的有效队列深度下有一些更高的峰值响应时间,在某些区域与 HGST 10K900 交换位置。

调入延迟一致性,WD Xe 随着负载的增加而落后于包,具有最高的标准偏差数字。

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。 在此工作负载范围内,WD Xe 继续在组中运行,性能范围从 195T/2Q 的 2 IOPS 到 402T/16Q 的 16 IOPS。

在我们的文件服务器中,工作负载响应时间范围从 20.46T/2Q 时的 2 毫秒到 635T/16Q 时增加到 16 毫秒的峰值。

在我们的文件服务器工作负载中,峰值响应时间继续领先于同类产品 HGST 10K900。

比较延迟一致性,我们注意到 WD Xe 的标准偏差较弱,尽管它非常接近 HGST 10K900。

我们的最终测试涵盖了一个模拟的 Web 服务器配置文件,其中包含 100% 的读取活动。 在最后的工作量中,WD Xe 略微缩小了差距,排名靠前。 我们测量的吞吐量从 198T/2Q 的 2 IOPS 扩展到 427T/16Q 的 16 IOPS。

在我们的 Web 服务器配置文件中,WD Xe 的平均延迟在 20.18T/2Q 时从 2 毫秒开始,在 597T/16Q 时上升到 16 毫秒。

凭借 100% 的读取活动,WD Xe 能够在其最大响应时间方面取得领先,击败东芝和 HGST 同类产品。

虽然峰值响应时间比以前具有混合读写活动的工作负载有所改善,但在我们的标准偏差测试中测量的延迟一致性仍然接近底部,尽管仅略高于 HGST 10K900。

结语

WD Xe SAS 硬盘驱动器对 WD 去年推出的首款 2.5" SAS 产品 S25 进行了适度更新。该驱动器的最高容量为 900GB,并且坚定地瞄准 OEM 和传统硬盘驱动器更换市场。Xe 是 WD 最高的执行企业硬盘驱动器,插入其 3.5" 高容量选项之上。 在 Western Digital 公司内部,Xe 也有一个近亲 HGST Ultrastar 10K900。 这些驱动器在几个方面有所不同; HGST 使用 LSI 控制器,WD 使用 Marvell,HGST 使用 64MB 缓存,而 WD 只有 32MB。 当然,内部和通过固件存在细微的技术差异,但从市场定位的角度来看,将 Ultrastar 视为两者之间的高端产品是合理的。 不过,这丝毫不减损 Xe 带来的优势,包括 WD 最高的 2 万小时 MTBF 评级和五年保修。 

撕裂性能硬盘驱动器的性能数据似乎随着每次修订而变得更加困难,因为差异幅度通常只有一个百分点,甚至“宽”幅度几乎不可能在大量运行中的驱动器中检测到。 这当然对原始设备制造商有利,因为他们喜欢多来源几乎所有东西,包括存储。 诀窍在于从硬盘驱动器中提供足够的性能,同时提供其他因素,如耐用性、可靠性和成本/GB。 如上所述,WD 取得了成为耐久性和可靠性争论核心的技术进步,发布了有史以来最高的 MTBF 评级,与 HGST 持平,HGST 在该指标上一直处于行业领先地位。 

不过查看数据,我们看到 Xe 插槽低于 HGST 10K900,尽管在线程和队列计数上遵循类似的性能配置文件。 与当前一代的其他 10K SAS 驱动器相比,WD Xe 略微落后。 查看峰值延迟和标准偏差等其他属性,WD Xe 在组中脱颖而出,输出一致性稍差,响应时间峰值略高。 请注意,这些在整个方案中都是非常小的差异,并且在某些区域与其堂兄 HGST 10K900 交换了位置。 总体而言,WD Xe 为我们所有的工作负载提供了可靠的性能,与上一代同类产品相比表现出优势。 对于希望达到所需性能等级的原始设备制造商,WD Xe 在性能方面紧随其后,还增加了大量可靠性功能,以确保其在多年运行后保持平稳运行。

优点

  • 跨所有工作负载的一致性能
  • 旋转加速前馈和 NoTouch 可提高企业应用程序的可靠性
  • 行业领先的 2,000,000 MTBF 

缺点

  • 竞争产品已达到 1.2TB 容量点
  • 优于其他当前竞争模型

底线

WD Xe 为寻求高性能、大容量存储的企业和数据中心市场提供了另一种选择,该市场提供令人信服的性价比和行业领先的可靠性规格。 

WD Xe 产品页面

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