企业级硬盘与桌面级硬盘分析及配置

企业级硬盘与桌面级硬盘及配置 赵吉志 硬盘是服务器系统的主要组成部分。从硬盘的应用定位来分，主要分为企业级和桌面级。企业级硬盘从可靠性、稳定性、性能方面都有很多，从而保证其在关键应用上的7*24持续工作。但是由于产品竞争以及应用场景的不同，有一些服务器厂商使用桌面级硬盘。这样的使用，虽然在成本方面有一定竞争力，但是有可能会损伤客户的利益。 本文通过深入分析企业级和桌面级硬盘的实质性区别，为用户的配置选择提供一些指导信息。并依据浪潮服务器多年来在存储系统与客户应用的优化设计经验提出一些建议。 企业级硬盘和桌面硬盘的区别 当前企业级硬盘主要采用SAS、FC、SATA等接口;桌面级硬盘主要是SATA接口。严格意义上的所谓企业级与桌面级的区别并不在于接口，而是由制造工艺方面的机械设计、原料选择、电路设计、固件以及应用方面的易扩充性、易维护性、容灾能力等诸多因素决定的。 与桌面级硬盘相比，企业级硬盘能够在24×7天的环境下不间断地工作，而桌面级产品在设计时，仅为8×5天的工作强度。同时，企业级硬盘可以提供120万小时的理论连续无故障工作时间，而桌面硬盘的MTBF指标通常为60万小时 。企业级硬盘的性能、可靠性高，具备更高的容错性和安全性，主要应用在服务器、存储磁盘阵列、图形工作站等。桌面级硬盘主要是针对家庭个人应用，主要应用在台式PC、笔记本等领域。 不同的目标市场决定了从产品的最初设计到制造、测试过程中侧重点的不同，企业级硬盘的设计目标着力于提高硬盘IO性能、针对大密度的随机存取(多体现在数据库应用中)的优化、多硬盘协同、以及高强度负载下长期工作和多硬盘紧密相邻的使用环境下对振动与高温的容忍等。虽然企业级产品在设计与生产时也必须要考虑价格的压力，但性能与可靠性则是更优先的因素。 而桌面级市场则为价格敏感度极高的市场，厂商在研制桌面级硬盘首先考虑的一个因素便是性价比。在激烈的市场竞争下，价格永远是决定性的因素，所谓的“性价比”往往是一种价格主导性的折衷，在目标价格的范围内实现必要的性能，达到相应的设计，如容量、缓存、寻道时间、噪音控制等。 主要硬盘厂家的企业级硬盘设计技术 希捷 振动优化技术。企业级应用的一个特色是磁盘阵列/多硬盘同时运转，由于振动会影响到精细的磁头定位，导致性能下降，因此，希捷Barracuda ES.2硬盘采用了旋转震动前向补偿技术(Rotational Vibration Feed Forward)，简称RVFF。RVFF技术的应用减少了多硬盘在同时运作时产生的相互干扰，提高硬盘在高密度、高负载环境中的可靠性，从而能在多硬盘环境保持正常的硬盘性能。 Workload Management工作量管理技术和PowerTrim技术。前者监控及控制硬盘可见温 度，控制硬盘工作以保障数据完整性。当硬盘过热时，会即刻启动 “写后读”功能，以便于硬盘冷却，并且在硬盘过热时能够同步验证数据完整性。而PowerTrim技术则根据实时活动级别来调整硬盘的PowerTrim级别，动态管理各种活动的电源消耗，从而降低硬盘的能耗。PowerTrim技术的应用可将硬盘的整体功耗降低20%，watts-per-gigabyte比率降低55%。另外，还有PowerChoice技术，也可以起到节能的效果。 Write Same技术。可以通过模式化单一命令，允许主机简化RAID初始化过程，降低约5%的时间。iRAW技术(Idle Read after Write，闲置时写后读)，能够利用闲置时间校验近期写入数据，在发现数据错误时，会重新写入错误部分，从而提供重要事务应用所需要可靠性。智能命令传输技术，可以提供访问差错恢复控制及 Write Same等功能的方式。 东芝 SATA Interface FeaturesExtended DutyStandard ModelsA160#EDA160 80, 120,80, 120, 160,Capacity160, 250GB250, 320GBSpecification Operating ambient temp.5 to 55 degC5 to 55 degC Operating Altitude-300 to 3000m-300 to 3000m 24x7 operationYesNo (250 POH/month) W/R operational duty for 24x7 operationupto 50%upto 20% Operating Vibration (5 to 500 Hz)1 G1 G Shock & VibrationOperating Shock (2 ms duration)325 G325 Gspec. Operating Shock (1 ms duration)900 G900 G Extended DutyStandard Fluid Dynamics spindle motorYesYesSpindle motor Automotive spec. motorNoNo RelaxingOptimized areal densityYesNo DFH controlDFH controlYesYestechnilogy Anti-RotationalRV-Feed Forward compensationYesNoVibration availabilityavailableavailable 从Spec对比，我们看到东芝企业级硬盘的差别:能够在24×7天的环境下不间断地工作。通过降低盘片的存密度来提高数据的可靠性。RV-FF旋转振动补偿技术，通过旋转振动传感器，来监控和减少因旋转振动而造成的损害，提高数据的完整可靠性。 西数 RAFF技术(振动补偿技术) ，WD的第四代RAFF技术通过复杂的电路系统来监视硬盘，同时纠正线性和旋转震动。这个过程是实时进行的，能在震动非常厉害的环境中提供令人满意的性能。 多向振动传感器 。能自动检测即使最微小的冲击，并相应进行补偿，以保护数据。 StableTrac技术。能改善振动时读写性能，是指将硬盘内碟片转轴两端固定，使盘片在读写运行过程中稳定磁盘盘片并减少由系统引起的振动，实现精确数据跟踪，降低故障发生的几率。 RAID专用的限时纠错(TLER)技术。防止由于时间过长的硬盘错误恢复过程(这个问题在台式机硬盘中非常突出)造成硬盘出错。 第三代动态飞行高度。 通过新一代的动态飞行高度技术，每个磁头的飞行高度都能根据周围的温度实时调整，以获得最大的可靠性。 IntelliSeek技术(智能寻道技术)。在主动寻道模式中计算最佳寻道速度来降低功耗、噪声和震动，不会降低性能。 同时还有出色的主动电源管理技术，可以随时监控硬盘负载，自动进入待机模式，节省不必要功耗。 从各家的企业级硬盘的设计技术可以看出，企业级盘在选材、测试上的要求更严格，设计上增加了振动传感器，配合FW中增加的差错恢复等机制，提高硬盘的抗震性和可靠性，使企业级盘更能满足服务器上硬盘密度高，及7X24小时的工作强度要求。 配置建议 浪潮一直把稳定性作为硬盘系统的第一设计要素，从信号级、机械设计、振动设计、散热设计、兼容性测试、稳定性测试、性能测试等多方面保证稳定性。在多种应用场景下浪潮服务器的质量表现比较突出。 在视频分享、CDN、数据库等应用场景中，由于有数据的连续的读取访问，且单系统内配置大量的磁盘，因此需要企业级盘的旋转震动前向补偿技术RVFF、 ERC差错恢复机制、将硬盘内碟片转轴两端固定的StableTrac技术等，减少了多硬盘在同时运作时产生的相互干扰问题，保证了硬盘在高密度、高负载环境中的可靠性，及阵列的稳定性。因此我们建议使用能支持7X24小时的工作强度要求的企业级盘。 对于作为数据归档应用的冷存储，由于需要大容量、低成本，而数据的稳定性和性能要求列为次位，数据的可靠性可以通过多副本的方式来保证。因此桌面级硬盘比较适合于这一类的应用。