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大容量备份存储池该如何挑选4TB硬盘?

2013-12-02《微型计算机》测评室《微型计算机》2013年10月下

在不少用户看来,存储系统的容量与性能不可兼得。但在MC看来,这从来都不是问题,分级存储才是明智之举。常玩的游戏和收藏用的高清需要的是不同类型的存储池,游戏类热数据要的是性能,而高清等冷数据求的是容量和安全。当然面对日益爆棚的高质量多媒体资料,玩家们的存储池始终都处在饥饿状态。现在,单盘容量4TB型号已经全面上市,玩家们的燃眉之急得以化解,但新的问题也来了,面对玲琅满目的型号,我究竟该买谁?本文将通过对4TB产品的特性分析和实际测试告诉你该如何选择。

要选购4TB硬盘,首先要弄清需求,目前市售的4TB容量硬盘型号超过10款,并不是随便挑一款都适合你。性能和容量,是存储系统不可分割的两个属性。但随着产品形态和需求的改变,将PC硬盘当作唯一存储空间已经不是优方案。因为这样的方式通常难以兼顾性能、容量以及数据安全。所以我们更推荐分级存储,让PC拥有小容量的高性能存储器,用于存放那些每日伴君左右的系统、游戏和应用;再配合大容量的外部存储池,安全、集中地存放各种值得收藏的媒体资料。这种组合方案不仅能兼顾性能和容量,通常还会拥有低的单位存储成本。再者,以NAS为代表的大容量存储池解决方案,已经在近几年获得长足发展。不仅能轻松组建RAID以保护用户的数据安全,还具备数据集中管理能力,便于向局域网中的所有计算设备分享数据。此外,一些产品还能带来如影音播放、Airplay投射等功能,兼具传统HTPC的作用。而NAS这样的集中存储,对容量的需求无疑比单台PC更高,正是4TB硬盘的佳舞台。

大容量备份存储池该如何挑选4TB硬盘?

那么适合NAS的4TB硬盘又该如何选择?

俗话说得好“硬盘易买、数据无价”,为N A S选择选硬盘,不只是容量大就OK。因为集中存储的数据要是有什么意外,将会对多台PC造成灾难性损失。所以能入围本次测试的4TB产品,基本上都是针对NAS或者多盘存储环境进行了优化的型号,它们都在普通型号的基础上增强了产品的稳定性、可靠性。在此基础上,要入围还必须满足一个重要条件—拥有24小时×7连续工作的能力,能满足数据全天候在线,便于随时存取的需求。而这是希捷普通的桌面4TB,或者西部数据的绿盘、黑盘等系列产品不具备的特性。所以我们终将目标锁定在了希捷NAS 4TB、希捷Terascale 4TB、西部数据红盘、西部数据Se 4TB和HGST 7K4000这5款硬盘上。而测试的重点,也并非只有性能,温度、功耗和工作噪音也是衡量一款4TB硬盘是否优秀的重要考察点。

希捷NAS 4TB

4 扩展盘位内具性价比的选择

具备针对NAS和R A ID优化的N ASWo r k s技术,以及足够低的发热量和噪音,都让它极为符合家庭NAS的应用需求。

扩展盘位内具性价比的选择

希捷N A S 系列是希捷专为1~5盘位小型NAS设计的硬盘,有2TB、3TB和4TB三种不同容量。和主流3.5英寸硬盘采用720 0r/min转速设计不同,NAS系列硬盘的转速仅为5900r/min。这设计看起来有些诡异,其实在希捷的硬盘产品线中并非首次出现。早在酷鱼LP节能系列上就采用过这种设计,就当时来看酷鱼LP的性能和同磁盘密度的7200r/min产品比起来下降并不明显,但功耗却显著降低。尝到甜头的希捷便将这种设计引入更多产品线中,尤其是盘片较多的大容量产品,以期在保持性能水平的同时,更好地控制功耗。NAS系列则因为对功耗、发热、噪音和振动控制的要求更高,所以在各个容量点上都引入了更加有益于提高稳定性的5900r/mi n 设计。其他硬件规格上,N AS4TB则比较主流,例如SATA 6Gb/s接口、64MB缓存、支持高级格式化等等。

特色技术:NASWorks

为了解决NAS应用环境中可能会遇到的一系列问题,希捷为所有NAS硬盘产品都添加了NASWorks技术。NASWorks是一个综合优化产品性能、可靠性和功耗管理的技术,能为硬盘带来网络存储错误恢复控制、硬盘抗震和高级电源管理等方面的全面优化。NASWorks能确保硬盘在RAID环境中,不必担心遇到数据重建时的7s时间限制,哪怕需要20s甚至更长时间,它也不会让硬盘失去响应、脱离阵列。这既能避免更大范围的全盘重建尴尬,又可以显著降低系统资源消耗和RAID管理层的负担。另外,NASWorks还解决了多盘环境下容易被用户忽略的重要问题——振动。硬盘因为旋转的磁头而产生微小振动,对于台式机系统,单个硬盘的振动几乎不会对系统产生影响。然而,如果在同一系统中集成多块硬盘(例如NAS),那么振动的影响就会被放大并可能导致性能下降。具备马达双面平衡控制功能的NASWorks能帮助硬盘进一步降低振动,增加硬盘在1~5盘位环境中的可靠性。再有,借助NASWorks具备的高级电源管理功能,希捷NASHDD不仅比普通型号更节能,还将硬盘工作的续航能力从普通硬盘的8小时×5,拔高到了24小时×7,即可以全天候持续在线,满足网络存储对即时访问的需求。

希捷NAS 4TB产品资料

型号 希捷NAS 4TB(ST4000VN000)

接口 SATA 6Gb/s

外形规格 3.5英寸(147mm×101.6mm×26.1mm)

转速 5900r/min

单碟容量 1TB

高速缓存 64 MB

MTBF(小时) 1000000

24小时×7工作 √

读写/待机功耗 4.8W/3.9W

质保 3年

价格 1399元

希捷NAS 4TB

希捷NAS4TB开放环境工作温度测试图
希捷NAS4TB开放环境工作温度测试图

希捷NAS 4TB性能测试曲线
希捷NAS 4TB性能测试曲线

MC点评:

较低的转速带给希捷NAS 4TB明显的寻道滞后影响,让它在PCMark 8硬盘这类看重载入时间的测试中表现得不够出色。但较低的转速也让希捷NAS 4TB的功耗控制表现出色,成为当前节能的4TB型号。在此基础上,它还拥有并不逊色于7200r/min产品的持续传输速度。另外,作为本次参测产品中价格低的型号,这无疑会进一步提高希捷NAS 4TB的综合竞争力。

西部数据红盘4TB

4 扩展盘位内综合表现好的选择

在拥有功耗、发热量和噪音控制优势的前提下,组建R A ID对红盘来说可谓拥有先天优势。

和希捷NAS系列类似,红盘是西部数据专为N AS应用环境打造的内部存储产品,不久前也将大单盘容量拔高到了4TB。规格上,西部数据红盘和希捷N AS系列也有些类似之处。例如单碟容量同为1T B、接口、缓存规格一致,而转速上西部数据红盘也同样没有采用主流的720 0r/min规格,而是使用了IntelliPower技术。这是一种动态马达转速调节技术,官方宣传能让马达转速根据需要在5 4 0 0 r/min~7200r/min之间自动调整,以兼顾性能和功耗控制。但在我们以往的测试中,采用IntelliPower技术的产品,实际性能表现和5400r/min转速的同规格产品更接近。作为红盘系列的新产品,希望本次测试的红盘4TB又在原固件上进行了优化,能展现出更出色的性能。

特色技术:NASware 2.0

N A S wa r e是针对N A S应用环境的硬盘优化技术,现在更新到2.0,在提高原功能效率的同时,增加了不少优化功能。其中重要的要属3D Active Balance Plus、功耗控制优化和错误恢复控制了。

和希捷一样,WD也对NAS应用中的振动问题给予了足够重视,3D Active Balance Plus(增强型双面平衡控制)就是为此而生,它能改善多盘谐振对硬盘带来的读错误影响,保证多盘RAID系统获得足够的可靠性。同时,减少振动对延长硬盘寿命也有积极意义。功耗控制则是NASware 2.0中一个比较复杂的功能了,它负责降低硬盘常规任务状态的能耗、动态调整转速以维持低温工作状态,同时也对硬盘内部温度监控提供误差不超过1℃的及时反馈。总之,它的目的是让硬盘满足24小时×7的工作要求。至于错误恢复控制,这主要是针对RAID支持能力的改进。普通硬盘的控制机制在数据读写错误发生时可能阻止R AID控制器对存储池进行修复操作,从而可能导致数据丢失,甚至某块硬盘从RAID中脱机。错误控制帮助红盘避免了这个问题。另外值得一提的是,NASware 2.0还为红盘带来了“命令完全执行”功能,避免系统突然断电时,读写指令会在执行完之前就终止的情况,以大程度地减少数据损坏、丢失的风险。

MC点评:就性能来说过,转速规格较低的WD红盘不出意外的垫底。但相应的,它的功耗控制能力、发热量控制能力和噪音控制能力都达到了参测产品中的高水平。从安全性角度考虑,组建RAID几乎是家庭用户使用NAS存储池的必要手段,面对这个应用环境,WD红盘可谓如鱼得水。

西部数据红盘4TB产品资料

型号 西部数据红盘4TB(WD40EFRX)

接口 SATA 6Gb/s

外形规格 3.5英寸(147mm×101.6mm×25.4mm)

转速 IntelliPower

单碟容量 1TB

高速缓存 64 MB

MTBF(小时) 1000000

24小时×7工作 √

读写/待机功耗 4.5W/3.3W

质保 3年

价格 1499元

西部数据红盘4TB(WD40EFRX)测试数据一览表

西部数据红盘4TB开放环境工作温度测试图
西部数据红盘4TB开放环境工作温度测试图

西部数据红盘4TB性能测试曲线
西部数据红盘4TB性能测试曲线


希捷Terascale 4TB

用于家庭NAS环境显得比较奢侈,适合对安全性要求非常高的挂机下载狂。

Terascale 4TB的价格略贵,但考虑到有关稳定和性能的优化程度它对比NAS系列都有过之而无不及,更重要的是,它还支持NAS系列不能提供的数据安全擦除。所以,Terascale 4TB依旧是一款值得考虑的大容量扩容产品。

相比希捷NAS系列,Terascale扩容系列的定位更高一些,它是针对大型Web数据中心而设计的企业级产品,理论上能支持更为严苛的应用环境。但让我们有所不解的是,Terascale系列的平均无故障时间(MTBF)仅800000小时,比希捷NAS系列的1000000小时还略低。难道是Terascale系列的MTBF考核机制更加苛刻?其他硬件规格方面,Terascale 4TB则和NAS 4TB系列极为相似,都使用了5900r/min转速设计,缓存同为64MB,接口也还是SATA 6Gb/s,单碟容量也依旧为1TB。当然,支持24小时×7持续工作也是必须的。

特色技术:

希捷Terascale 4TB并没有集成用于NAS系列的NASWorks技术,但这并不意味着它没有自己的特色。实际上不使用NASWorks是因为基于此技术的优化水平还达不到Terascale的要求,要满足Web等更多硬盘同时使用的企业级需求,Terascale有一套更高级的可靠性优化方案。首先还是老问题——抗振,Terascale已经不局限5盘位以内的应用环境,而是着眼于大型数据中心。所以它不再满足于双面平衡,而是加入了马达振动监控和旋转振动平衡技术,多盘环境也不会因为振动影响硬盘性能。其次,坏块管理(BBM)和更加严格的错误检测控制,将进一步保持全盘可用性,并在RAID环境中保证数据安全和完整性。这有些类似于希捷NAS系列的错误检查,但性能和效果更佳。后,Terascale系列还拥有独特的硬盘快速安全擦除技术(ISE),仅需一键就能使硬盘上的所有数据实现彻底的毁坏,包括格式化之前的数据,都不可能被还原恢复,让敏感数据不会在换盘后意外泄露。此外,按照企业级测试标准,Terascale的负载要求是普通台式机硬盘的3 倍以上。从这个角度理解,Terascale的标称MTBF时间还不及定位较低的NAS系列似乎是完全可以理解的。

MC点评:

针对性能优化的固件,让Terascale在规格几乎相同的情况下,获得了明显优于NAS 4TB的性能表现。只是就家庭用户的使用环境来说,特意选择Terascale 4TB用于组建4盘位及其以下空间的NAS产品,显得有些大材小用。相比起来它更适合8盘甚至16盘位的小企业专业NAS,或者用于数据中心。当然,对长期挂机下载的用户来说,适应高强度应用的希捷Terascale无疑是个好选择。

希捷Terascale 4TB产品资料

型号 希捷Terascale(ST4000NC000)

接口 SATA 6Gb/s

外形规格 3.5英寸(147mm×101.85mm×26.1mm)

转速 5900r/min

单碟容量 1TB

高速缓存 64 MB

MTBF(小时) 800000

24小时×7工作 √

读写/待机功耗 6.5W/4.6W

质保 3年

价格 1899元

希捷Terascale 4TB(ST4000NC000)测试数据一览表

希捷Terascale 4TB开放环境工作温度测试图
希捷Terascale 4TB开放环境工作温度测试图

希捷Terascale 4TB性能测试曲线 
希捷Terascale 4TB性能测试曲线

西部数据Se 4TB

对家庭NAS应用来说,能耗比、性价比都不够高

对拔高了功耗,来满足7200r/min转速的WD Se来说,有限的性能提升比起功耗、温度的陡增有点得不偿失。加之相比另外几款4TB产品,它的单价过高,会明显增高存储池成本,降低整体系统的性价比。

西部数据的Se系列定位比红盘更高,它们的关系类似希捷NAS和希捷Terascale。不同的是,它并未跟随红盘采用IntelliPower转速设计,而是采用了7200r/min的主流转速设计。在单碟容量相同,接口规格和缓存规格都一致的前提下,增高转速毫无疑问能带来性能的提升。但也因此,西部数据Se成为本次测试中的高功耗代表。而功耗的明显增加,也会带来温度和稳定性更难控制的问题,这对于需要适应密集硬盘空间的它来说,如何保证可靠性将成为新难题。在此前提下,西部数据竟然赋予了Se系列支持24小时×356工作负载的能力,这甚为难得。但仔细观察规格表,我们发现这应该是牺牲MTBF换取的局部胜利,它的MTBF也仅为800000小时,是参测产品中低的一类。

特色技术:

双处理器规格,让Se 4TB拥有强劲的数据处理能力,数据传输延迟更低。而双驱动技术则赋予了Se 4TB两套磁头臂驱动系统,主驱动器采用常规电磁驱动器原理,可对磁头进行粗略位移调整。辅助驱动器利用压电运动对磁头定位进行微调,以提高定位精度。老问题—振动的处理上,由于马达转速的提高,Se硬盘阵列更容易产生强烈谐振,性能受振动的影响也会更明显。所以西部数据对此是4管齐下,首先是StableTrac技术,利用电机轴双端加固的方式,降低读写振动、稳定盘片;其次添加RAFF旋转振动消除技术,除了旋转振动,还会一并检测线性振动并进行实时纠正。在此基础上,还添加了多轴振动传感器,能自动检测并校正轻微的振动,确保准确的寻道。后是NoTouch斜坡加载技术,无论是何种振动环境,都通过平衡技术自动调整,让磁头永远不与磁盘介质相接触,大限度降低对磁头、盘片的磨损,延长硬盘的正常使用寿命。此外,面对多盘RAID的应用环境,Se还祭出了特有的显示错误校检功能(TLER),和希捷NASWorks提供的RAID优化技术类似,TLER保证硬盘在RAID环境中不必担心遇到数据重建时的7s时间限制,它不会让硬盘在长时间错误恢复中出现失去响应、脱离阵列等故障。

MC点评:

7200r/min的转速并没有帮助WD Se 4TB获得足够明显的持续传输能力优势,只是其较低的寻道时间帮助它在PCMark 8的磁盘测试中获得出色表现。这意味着它的系统启动、程序载入时间要优于其他4TB产品。但如文章开篇所说,我们并不推荐将PC作为存储池,PC端拥有SSD和各种加速技术,和他们比WD Se 4TB没有任何性能优势。

西部数据Se 4TB 产品资料

型号 西部数据Se 4TB(WD4000F9YZ)

接口 SATA 6Gb/s

外形规格3.5英寸(147mm×101.6mm×26.1mm)

转速 7200r/min

单碟容量 1TB

高速缓存 64 MB

MTBF(小时) 800000

24小时×7工作 √(24×365)

读写/待机功耗 9.8W/8.1W

质保 5年

价格 2299元

西部数据Se 4TB(WD4000F9YZ)测试数据一览表

西部数据Se 4TB开放环境工作温度测试图
西部数据Se 4TB开放环境工作温度测试图

西部数据Se 4TB性能测试曲线
西部数据Se 4TB性能测试曲线

HGST 7K4000

不太适合家庭多盘应用环境

它是本次测试产品中MTBF出色的产品,没有之一。基于7200r/min的转速设计也让它在性能测试中名列前茅。但它的功耗、发热量和噪音也是本次测试中明显的。就家庭NAS应用环境来说,我们认为它并不是一个好选择。

HGST的7K4000是早上市的单盘4TB产品,也是率先在4TB硬盘上提供24小时×7工作能力的型号。和以上4款产品都采用单碟1TB的盘片不同,7K4000采用的是单碟800GB盘片,这意味着要达到4TB容量,它容纳了5张盘片。更多的盘片势必需要更多的磁头,对硬盘来说增加组件就是增加故障率,所以一开始我们还担心它的MTBF性能会受此带来的负面影响。然而HGST却给出了让人吃惊的2000000小时的数据,这个成绩至少是前面产品的两倍以上。单碟800GB带来的另外一个问题是同转速下,持续传输速度要比单碟1TB的产品更慢,为了弥补这个劣势,HGST没留余量地直接采用了7200r/min设计,相比普遍不超过6000r/min的其他4TB产品来说过,这样的设计不会让7K4000在性能上落下风,但功耗控制势必不会太出色。

特色技术:

严格的兼容性测试和对高级格式化的支持基本是当前4TB硬盘的必修课,7K4000也不例外。此外,由于7200r/min转速和多盘片设计,导致7K4000的持续读写功耗偏高,为了节能,HGST为它定制了5种电源管理模式,将非负载状态的待机功耗控制到5.7W,更难得的是系统提供Low RPMidle模式,能将休眠功耗控制到1W以内。对于多盘NAS或者集群式应用,这个技术能省下的功耗不少。值得注意的是,参测产品中只有HGST和希捷Terascale提供了对数据的加密保护。和希捷Terascale的保护思路不同,HGST为7K4000配备的数据保护方式是AES加密,基于BDE的加密技术,能利用AES算法对数据进行批量加密操作。同时,BDE还能简化硬盘再布署过程中的麻烦,硬盘内的数据可变成不可读取,从而无需费时进行特别的删除或加密操作也能保证数据不被轻易外泄。

MC点评:

凭借7200r/min的转速设计7K4000的性能表现在4TB产品中名列前茅。但较高的转速和基于5盘片的设计,使得7K4000难以将功耗控制到令人满意的水平。在众多功耗控制模式的帮助下,我们测得它的实际读写功耗还是达到13.8W,待机状态都超过了8W,比不少参测产品的读写功耗还高。伴随而来的是7K4000的发热量也明显高于其他产品,读写噪音也相对更明显,鉴于此,即使7K4000的MTBF性能再高,我们也并不推荐普通用户用它组建家庭存储池。

HGST 7K4000产品资料

型号 HGST 7K4000(HUS724040ALE640)

接口 SATA 6Gb/s

外形规格 3.5英寸(147mm×101.6mm×26.1mm)

转速 7200r/min

单碟容量 800GB

高速缓存 64MB

MTBF(小时) 2000000

24小时×7工作

读写/待机功耗 11.4W/6.9W

质保 5年

价格 1449元

HGST 7K4000(HUS724040ALE640)测试数据一览表

HGST 7K4000开放环境工作温度测试图
HGST 7K4000开放环境工作温度测试图

HGST 7K4000性能测试曲线
HGST 7K4000性能测试曲线

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