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[硬盘] 充氦NAS硬盘哪家强?大容量硬盘横向评测

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  • TA的每日心情
    慵懒
    2018-5-29 20:19
  • 发表于 2018-4-3 18:27 | 显示全部楼层 |阅读模式
    常常有朋友问我:NAS硬盘是干什么用的,监控硬盘干什么用的,企业级硬盘干什么用的。如果要给自己的NAS添加硬盘,那么应该选择那些型号呢?这里我简单介绍一下不同硬盘中的定位性能和价格差别


    硬盘容量决定技术代差

    电子产品是一种存在明显技术代差的商品,在某个时间节点会引入新的革命性的技术会带来性能或者用户体验的飞跃,举些简单的例子:
    • 第二代酷睿和第八代酷睿处理器分别是跟它们前一代同价位同档次产品出现综合性能提升30%以上提升,这就是技术代差带来的进步。
    • 再比如说iPhone X和iPhone 7/8,从摄像头成像质量到人脸识别,技术进步带来的提升非常明显,当然也带来了齐刘海的新技术的副作用。


    而目前市场上机械硬盘中直接体现出技术代差的是硬盘容量:
    • 4TB以及以下容量的机械硬盘采用的是空气填充、PMR垂直记录技术,最多封装1~5碟(5碟空气封装硬盘,现在多被填充氦气封装盘片取代);
    • 6TB(也有如希捷监控硬盘SkyHawk 8TB容量开始启用)到10TB容量采用的氦气填充,PMR垂直记录技术,5~7碟封装;

    • 12TB以上采用的是氦气填充,SMR/HAMR 叠瓦记录/热辅助记录,5~7碟封装。


    当然,硬盘容量越大,价格越贵,氦气填充硬盘又尤其的比空气硬盘贵一倍(伴随着容量大幅度提升,但是容量没有跟价格一样翻倍)以上。



    为什么要购买7x24小时不间断运行定位的硬盘作为NAS硬盘

    SATA硬盘等级划分常见—— 注意,这是SATA硬盘,SAS硬盘的重要指标比如热拔插,双端口SAS 6G/12Gbps,URE<1x10-15一般用户意义不大(其实诚然这些指标越高越好,所以SAS盘可靠性基本都比SATA盘高,但SAS盘太贵容量太小只能做关键业务和数据库使用,一般用户甚至私有云网盘都还是选SATA硬盘作为大容量近线存储用途。),这里就不做讨论了。


    在这里从家用用户角度,科普以下不同定位机械硬盘的特点——

    企业级硬盘:
    • Mean Time Between Failures (MTBF 平均无故障时间)> 两百万小时;
    • Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 1/10―??;
    • Availability (hrs/day x days/wk):7x24小时 不间断运行;
    • RAID磁盘阵列优化 or 共振抵消技术;

    • 比较吵吵的读写噪音。


    桌面硬盘:
    • 一百万小时 ≤ Mean Time Between Failures (MTBF 平均无故障时间);
    • 普通级:Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 10―??;
    • 发烧级:Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 10―??(例如BaraCude Pro);
    • 噪音方面不同型号个体差异比较大,有读写声大的硬盘也有安静的。
    • 桌面硬盘一般设计运行时间只支持5x8小时(工作日)运行,不适合不间断运行。但是高端桌面硬盘如希捷BarraCuda Pro在官方规格资料里明确指出支持8760小时/年运行时间,这实际上也就是变相的支持7x24小时全年365天不间断运行。



    NAS存储硬盘:
    • 因为前面提到的容量导致的硬盘技术代差,也存在容量不同,NAS硬盘性能指标不同的情况。
    • 一百万小时 ≤ Mean Time Between Failures (MTBF 平均无故障时间);
    • Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 10―??(例如Iron Wolf Pro);
    • Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 10―??(例如WD Red/Iron Wolf);
    • 7x24小时365天不断电运行;
    • RAID磁盘阵列优化 or 振动抵消技术 or 阵列读写等待技术;

    • 优化的静音读写。


    监控硬盘:
    • 一百万小时 ≤ Mean Time Between Failures (MTBF 平均无故障时间);
    • 容量 > 8TB :Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 10―??(例如SkyHawk 8TB);
    • 容量 < 6TB :Uncorrectable Bit Error Rate(UBER 不可恢复误码率)< 10―??(例如SkyHawk 1TB/2TB/4TB/8TB);
    • 持续多码流写优化 or 振动抵消技术;
    • 7x24小时365天不断电运行;


    移动存储用硬盘:
    • 成品移动硬盘内置硬盘,例如希捷移动硬盘型号尾数为DM000,WD移动硬盘干脆就是集成盘上USB接口的,其他牌子的移动硬盘没拆过。
    • 移动硬盘盘体的设计运行时间只支持5x8小时(工作日)运行,不适合不间断运行。



    上面提到了各种硬盘的性能侧重点,NAS硬盘,相比起桌面硬盘来说,更适合7x24通电无间断运行。然后是低端的NAS硬盘在转速在5400rpm下兼顾读写完全静音和高性能数据吞吐量,保持晚上不用关也保持安静不影响睡觉。针对NAS进行2方面的优化,首先是RAID阵列动平衡振动补偿,这样就算4~8盘并排组成RAID阵列的时候,而不会因为彼此共振互相影响读写。其次是支持TLER技术。NAS用硬盘建议具备TLER技术支持,这样才比较适合用在NAS上面以RAID阵列进行并行读写工作。

        TLER=Time-Limited Error Recovery (限时错误校正功能)的缩写,普通的桌面硬盘(不带TLER),如果读到盘面上有个数据块读不出来,就会尝试连续读取这个数据块30秒-1分钟(这时表现为硬盘灯常亮,蛤喇蛤喇蛤喇的响,同时伴随的Windows资源管理器无反应),超过时间还读不出来,就标记这个数据块为坏道,封存再也不用。在这30秒-1分钟的尝试读取时间内,硬盘对于外界属于无响应的情况,这就是你有时候打开资源管理器却显示失去响应的原因。而大部分硬件RAID阵列系统,在硬盘失去响应3-5秒后,就会判定此硬盘故障,将其从阵列中踢出去。这样的话,明明一个只是有小坏道的硬盘,却因为在30秒-1分钟的尝试时间内失去响应,被阵列踢出。重建阵列的麻烦不说,而且在重建期间如果有盘真的坏了,你的数据就悲剧了。 所以NAS专用硬盘、企业级硬盘都有TLER,TLER的作用就是:当硬盘读到一个数据块读不出来,只是尝试读取3-5秒(这个时间限制可以在固件里设置的),再读不出来就立刻标记此区块为坏道,并向RAID阵列报告,从其他冗余盘中读取数据重建这一小部分的阵列数据。TLER大大降低了RAID阵列的掉盘率,提高了可靠性和稳定性。


    硬盘黑科技




    前面说了NAS硬盘的TLER=Time-Limited Error Recovery (限时错误校正功能)。其实硬盘还有一些其他黑科技。

    PMR(垂直记录)最后的高性能记录

    磁记录技术演进路线预定为PMR(垂直记录)——>PMR+(TDMR/SMR)—>HAMR(热辅助TDMR/SMR)——>BPMR+——>HDMR。看起来很复杂,其实这样说PMR类似于MLC技术,SMR类似于TLC,HAMR类似于TLC+3DNAND堆叠工艺……总之目的就是存储越来越多的数据,但是写入速度越来越慢——因为多bit数据读写反复翻转磁极折叠编码调制费时。

    充氦封装技术

    简单地说,空气填充硬盘5碟为止,最大容量5~6TB就已经是极限;为了制造出6TB硬盘,厂家开始使用氦气填充,8TB/10TB硬盘则必须用氦气填充封装才能够制造出来。


        氦气填充硬盘就是将用于硬盘填充的空气换为了氦气,由于氦气密度非常低,而且比空气更能创造一个稳定的环境。氦气硬盘主要在两个方面有优势,首先是填充氦气的硬盘盘片可以做的更薄,厚度相同,传统硬盘现在可以装下5片磁碟,但是充氦气的硬盘现在虽然是第一代,但是已经能盛下7片磁碟。5碟到7碟的升级使得氦气硬盘的容量可以做到6TB,相信随着技术的不断发展,将来会有更大容量的氦气硬盘发布;除了装进更多的盘片,氦气硬盘还有利于降低硬盘的功耗。这个优势主要来源于氦气低密度的特性,由于密度较低,硬盘在转动过程中受到的阻力也会小很多。

    氦气填充硬盘的好处包括 1,制造出更大容量的硬盘;2、降低工作发热量,7碟的氦气硬盘甚至比4~5碟封装的空气硬盘温度还低。3、降低功耗;4、降低工作噪音。


    测试硬盘

    HGST Deskstar NAS 10TB   京东链接 https://item.jd.com/5822155.html

    HGST是充氦技术鼻祖,2013年HGST率先推出充氦技术的时候,当时设定的技术极值是7碟6TB,现在已经发展到8碟最高12TB(PMR),14TB(SMR)。


    HGST Deskstar NAS 10TB是用7碟,单碟1.5TB封装的充氦硬盘,配置了256M缓存,SATA 6Gbps接口,相信是给将HGST Ultrastar He10 10TB企业级硬盘的技术下放到了桌面级别推出的产品。并且HGST在硬盘中配置了旋转震动传感器(RVS),专门针对NAS硬盘定位对多盘位RAID磁盘阵列进行了优化。


    铝合金焊接盘体,在达到10TB高容量7碟片的设计下,盘片之间的间距距越來越小,为了可以在同样的高度下塞下更多碟片,HGST为6TB以上的大容量硬盘配备了氦气填充技术,氦气是一种稳定的惰性气体,密度只有空气的1/7,填充氦气后,更低的气体密度,让硬盘磁头跟盘体之间的间隙更小,可减少转动震动,并允许进一步缩小碟片间距(可增加更多盘片),还可以降低耗电量和降低运行温度。


    HGST Deskstar NAS 10TB定位属于NAS硬盘,相比起桌面硬盘来说,NAS硬盘适合7x24通电无间断运行。HGST Deskstar NAS 10TB硬盘最大的优势在于7200转的高转速,相比起其他NAS硬盘为了兼顾读写静音效果把转速限制在5400~5900rpm下。HGST Deskstar NAS 10TB在展现出7200rpm级别的读写高性能同时,在后面的噪音测试中保持跟其他NAS硬盘同等级的读写噪音,晚上不用关机休眠,也保持安静不影响用户睡觉安眠。


    极限工作状况——例如Windows磁盘整理,4K读写测试,200M甚至更高的宽带P2P下载,这时候基本上是硬盘最吵的时候。作为NAS硬盘的HGST Deskstar NAS硬盘此时依然没有爆豆子一样的密集读写声,而一般的7200已经开始喀拉喀拉,7200转企业级硬盘则要直接起飞了。


    噪音测试

    磁盘空闲噪音


    4K读写噪音


    性能测试

    CrystalDisk Mark


    机械硬盘的PMR垂直记录单碟容量巅峰性能(SMR叠瓦式磁记录虽然单碟容量更高,但是会导致写入性能严重下降)

    HD Tune Pro 5.6 读取


    HD Tune Pro 5.6 写入


    本次横向评测中唯一一块读写双双突破245M大关的机械硬盘。

    TxBench

    RAW Mode


    File Mode


    PCMark8


    西部数据WD80EFZX 红盘 8TB 京东链接 https://item.jd.com/2907115.html

    西部数据NAS红盘8TB。其硬件规格如下:


    红盘定位属于NAS硬盘,相比起桌面硬盘来说,适合7x24通电无间断运行。西部数据NAS红盘最大的优势在于IntelliPower,转速在5400rpm下兼顾读写完全静音和高性能数据吞吐量,保持晚上不用关也保持安静不影响睡觉。NASWare 3.0主控固件,针对NAS进行的优化。事实上——它跟昱科Deskstar NAS 10TB其实是失散多年的亲兄弟


    除了标签那一面贴纸不同,硬盘转速不同之外,西部数据8TB红盘和昱科Deskstar NAS 10TB在盘体外壳,组装工艺,电路板,接口布局位置都是一模一样的。


    基本上可以肯定,西部数据红盘也出自昱科工厂的生产线,使用同样的充氦技术制造。


    只是产品定位的差异,昱科Deskstar NAS 10TB则为7200rpm转速,最高245M/秒持续读写速度。

    而全部西部数据红盘都是5400rpm转速,最高210MB/秒持续读写速度。


    西部数据红盘用5400rpm换来的更安静的用户体验。在极限情况——例如Windows磁盘整理,4K读写测试,200M甚至更高的宽带P2P下载,这时候基本上是硬盘最吵的时候。西部数据红盘还是能保持很安静的工作噪音此时依然没有爆豆子一样的密集读写声。

    性能测试

    CrystalDisk Mark


    HD Tune Pro 5.6 读取


    HD Tune Pro 5.6 写入


    TxBench

    RAW Mode


    File Mode


    PCMark8


    噪音测试

    磁盘空闲很安静就不单独测试了。


    4K读写受到环境噪音的影响



    西部数据WD40EFRX 红盘 4TB 京东链接 https://item.jd.com/983540.html

    这款硬盘跟上面的西部数据红盘8TB指标全面缩水——没充氦,封装碟片4,单碟容量1TB,缓存64M。


    在阿财手里这是款有点走背字的NAS硬盘,虽然15年早早就击破900元价格底限,但是最后风评京东货的返修率并不理想,在使用了不到一年,大约通电7200小时后出现了C5坏道。


    当然,NAS红盘依然是主打安静牌。4K读写工作噪音不大,但是从噪音计上看,比7200rpm充氦硬盘还稍微偏大一些。



    性能测试

    CrystalDisk Mark


    HD Tune Pro


    写入测试


    TxBench

    RAW mode


    FILE Mode


    PCMark 8 Storage


    希捷(SEAGATE)ST10000DM0004 BarraCuda 酷鱼 PRO 10TB


    京东链接 https://item.jd.com/3024631.html


    这个硬盘是一款桌面高性能硬盘,包括同样支持7x24全年不间断运行,所以它作为NAS硬盘也是非常称职的,但是价格也是最贵的。


    7200rpm转速,同样配置256MB的DRAM缓存,耗电量为6.8W,超过220MB/s持续传输速率。


    同样采用七碟装且使用氦气填充技术,单碟容量1.5TB,屏蔽最内道的慢速磁道,每张碟片实际使用1.43T容量。


    同时内置14个读取/写入磁头,希捷的PowerChoice技术可提供更高的能效以及对硬盘耗用电量的控制,希捷应该对这款硬盘质量相当的有信心,所以提供了5年的质保服务


    同样是为了充氦避免漏气,硬盘顶盖用了均匀的机器焊接,这样比通常的空气硬盘具有更好的气密性。


    满满的7碟封装,导致这个盘整个铝合金外壳都没有凹陷的部分(我们拿一块3TB的普通硬盘外壳观察一下,都是凹进去的槽和加强筋)而它都是平的——平的——平……


    噪音水平

    电机旋转噪音甚至比西部数据红盘还低一点点


    读取的时候开始“咳咳”的声音,毕竟是7200转加上史无前例的14组磁头,动起来噪音动静还是要更大一点的。


    性能测试

    CrystalDisk Mark


    这块硬盘持续读写性能唯独输给HGST Deskstar NAS 10TB。

    HD Tune Pro



    读写双双突破230M大关的机械硬盘,仅次于HGST Deskstar NAS 10TB。

    TxBench

    RAW Mode


    File Mode


    PCMark8 Storage


    PCMark8作为桌面存储测试模拟,所以酷鱼PRO 10TB在PCMark8测试中得到最好的性能得分。

    希捷(SEAGATE)酷狼 IronWolf 4TB ST4000VN008 京东链接 https://item.jd.com/3512453.html

    希捷酷狼配备了AgileArray,专为NAS应用优化,主要是提升了使用中震动检测的敏感度,以为对于这类7×24小时应用的NAS硬盘,多盘共振和意外震动对其的影响是非常大的。


    酷狼跟西部数据红盘类似,优化了RAID,具备错误恢复控制功能,叫ERC技术。


    先进的电源管理为NAS节能,转速为5900转。希捷酷狼更胜一筹的特性是其多用户读写技术(其实这就是企业级硬盘的深度操作队列),可以提供年均180TB的工作负载率(厂家承诺工作负载数据,其实主要是供招投标用的,看看就好)。


    可惜价格比西部数据红盘同等容量稍微贵一点点。


    因为是3碟装空气盘片,所以明显盘体上的棱和凹陷都很深。



    希捷酷狼给我的最深刻印象就是安静。这是唯一通电的时候经过噪音计测量记录还是无声无息的硬盘选手。


    如果没有读写操作,它就是没有可觉察的主轴电机噪音。


    性能测试

    希捷酷狼4TB性能优化不错,读写都超过了190MB/s,仅仅低3款7200转硬盘。

    CrystalDisk Mark


    HD Tune Pro



    TxBench

    RAW Mode


    File Mode


    PCMark8 Storage


    东芝 TOSHIBA MG04ACA500A 5TB 京东链接 https://item.jd.com/4571349.html

    如果说有什么硬盘我最想卖掉,那就是它了!这块东芝企业级5TB是空气填充5盘片,7200转。


    东芝的企业级硬盘据说生产线来自富士通,但是明显静音技术不怎么样。现在逐步停产被6TB代替。


    通电待机和常规读取状态,它非常的克制收敛,乍一看噪音水平和希捷酷鱼PRO差不多。



    它最大的特点就是全力写入的时候磁头噪音惊天动地,能够盖过电视机,盖过大妈的广场舞。比如做个计划任务磁盘整理,半夜我睡着了突然被客厅一阵惊天动地的骚动惊醒,哦,原来是NAS计划任务的磁盘整理开始了……曾经录得最高噪音


    天雷滚滚啊,完全不适合放在家用NAS里面。所以无论是西部数据黑盘,金盘,还是HGST和东芝的企业级硬盘,奔着性能买的盆友你们可得想好了,如果你家没有独立房间放置NAS,放在客厅或书房里,真的能忍受这样大的噪音吗? 小心读写起来吓到家里人~~

    性能测试

    这盘性能也是刚刚的,虽然被HGST Deskstar NAS 19TB和酷鱼PRO 10TB两款巅峰7200rpm硬盘实力碾压,但是超过其他全部参赛选手,毕竟价格只要两位10TB的三分之一。

    CrystalDisk Mark


    HD Tune Pro



    TxBench


    PCMark 8 Storage


    东芝TOSHIBA DT01ACA300 3TB 京东链接 https://item.jd.com/746691.html

    东芝ACA 3TB,桌面级7200 3TB硬盘,因为物廉价美,被号称是“”吧盘,“标配”。京东活动价仅479元。


    东芝3.5寸桌面硬盘生产线就是原日立环球存储HGST生产线——之前2012年西数公司收购日立环球存储HGST,但是根据反垄断法要求,无法同时持有其2.5与3.5生产线,故剥离3.5寸硬盘生产线给东芝公司。



    从2012年一直生产2018年,具备3TB总容量,单碟1T,7200转,64M缓存,这样中规中矩的指标从未改变,也可以看出空气硬盘技术已经难有寸进。



    因为3碟封装 VS 7碟封装,可以看到电机部分盘片壳体凹下的程度是不相同的。


    这款硬盘和红色盒装的P300是代理商不同而已,红色彩盒的P300是东芝中国子公司代理,这款牛皮纸盒子包装是喜合电子代理,都在京东同时销售。


    读写噪音

    因为过完年万物更新人都纷纷回城,小区环境白天不算非常安静,但是晚上还是除了远处马路车声没有其他噪音,所以这批新入手的机械硬盘我从主观听觉评价来判断都安静得惊人的。



    另外我相信硬盘噪音存在个体差异,因为我记得很清楚2012年买的东芝ACA 2TB没有这块3TB那么安静。这块硬盘真的几乎读写悄无声息,而2012年那块东芝ACA 2TB做整理硬盘的时候还是能听见明显咯喇咯喇的磁头定位振动声的。


    性能测试

    CrystalDisk Mark


    HD Tune Pro



    TxBench



    PCMark 8 Storage


    成绩汇总




    总结

    虽然硬盘厂商没有专门宣传,但是根据阿财这几年NAS存储的使用经验,静音是NAS硬盘的另外必须要求,NAS硬盘读写往往没有磁头的咳嗽声,仅有主轴电机“嗡嗡嗡”的低频噪音。毕竟家用NAS的安装环境多是家里客厅和书房,所以保持工作静音是非常重要的。而相反企业级硬盘对于普通用户来说最直观的感受还是“吵”。

    最后阿财淘汰掉那些巨吵无比的高性能企业级硬盘,它们实在是不适合作为家庭NAS使用。深水宝有乐视云IDC机房拆机出来的HGST Ultrastar 8TB企业级硬盘仅售1300,我劝你们谨慎考虑,它很吵,吵到55分贝什么概念呢?就是比开着看电视的伴音还吵,并不适合家用NAS存储硬盘。我已经有网友小伙伴入手日立Ultrastar打算存小姐姐然后因为噪音精神崩溃又转手卖掉了。

    而NAS硬盘定位中进行比较,不考虑价格,昱科HGST DeskStar NAS 10TB拥有最好的持续读写性能,噪音控制技术也是一流的优秀,噪音跟5400转的西部数据NAS红盘毫无差别。酷鱼BarraCuda Pro 10TB则是桌面硬盘中的顶级性能兼顾安静,希捷官方资料显示支持7x24连续不间断通电使用,持续读写性能低于昱科HGST DeskStar NAS 10TB,但是4K综合性能和PCMark8 Storage是最强的;希捷酷狼NAS 4TB空气填充硬盘能做的几乎无声读写的安静,但因为转速单碟容量有限,读写性能差距跟其他8TB以上充氦高端硬盘比起来差距较大。当然希捷Ironwolf Pro 8TB 7200rpm性能也会很强势,但还没有机会入手测试;WD红盘8TB意外的找到了它7200rpm的亲兄弟,当然作为8TB/5400rpm的它性能都跟满血的昱科HGST DeskStar NAS 10TB相比不占优势,而读写性能比起2块顶级10TB 7200转硬盘存在一定的差距。而东芝著名的ACA 3TB依然是闷声发财的角色,虽然性能不显山露水,但是459的单价足够吸引追求更高的性价比的用户。

    17年8月精华宗师

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