SAS硬盘测试：15,000转对决10,000转

    Savvio 10k.2是希捷的第二代2.5" SAS硬盘，第一代的Savvio硬盘早在2004年就发表了，当时采用的是Ultra320 SCSI接口，而SAS(Serial Attached SCSI)界面则在将近一年后来到。

    希捷的15,000转Savvio 15k.1硬盘在2007年初就已经出现了，逻辑上它可以被视为Savvio 10k家族，就10,000转硬盘而言。希捷有很多生产15,000转硬盘的经验，这当然是有助于发展小型(small-form-factor)的15k硬盘。

 

    目前桌上型计算机的硬盘市场上，7,200转已经是转速的标准，这个转速为硬盘的可靠性、噪音、成本和效能提供了一个合理的组合。而在笔记型计算机市场上，2.5"硬盘的转速一般是在4,200转到5,400转之间，不过也正逐渐朝7,200转迈进，这是因为2.5"硬盘的效能也是非常重要的，虽然笔记型计算机硬盘的传输率通常是比较慢一些。

　　服务器市场的情况又不太一样，硬盘的转速通常需要至少10,000转，甚至一些高阶服务器的硬盘转速高达15,000转。那么超高速的硬盘转速到底有什么实质的效益呢？

　　除了记录技术，转速对硬盘的传输率也是重要的因素。大多数人都会选择高转速的硬盘来搭配高数据传输率，因为高转速具有很明显的好处。你是否注意到，快速的传输率在Windows开机或复制数百MB甚至GB的档案时，会缩短完成这些工作的时间。结合高转速与例如PMR(perpendicular magnetic recording，垂直磁性记录)的尖端刻痕(top-notch)记录技术，可重复地尝试以建立新的速度纪录。

　　高转速对于效能表现还有其它的好处，例如搜寻时间(seek time)。在这一点上，重点是要区别搜寻时间和存取时间(access time)，因为只有后者才是真正相关的日常应用。存取时间是搜寻时间的延迟与主轴马达旋转延迟(rotational latency)的结合，后者是在硬盘的读取头需要指向指定的磁道以及通过指定的扇区时所产生的。因此，更快的主轴转速往往可减少主轴马达旋转的延迟，以及减少平均存取时间。

　　不幸的是，15,000(或15k)转的硬盘通常会比同系列而转速较慢的机种昂贵很多。同时，高转速的硬盘通常也无法具备大容量，所以你最终可能花费了大量的金钱购买15,000转的硬盘，但却得忍受较小的容量。接下来，我们将以希捷的Savvio 10k.2与Savvio 15k.1进行单一硬盘以及四颗硬盘组成RAID 0与RAID 5的测试比较。

　　在笔记型计算机与服务器领域，硬盘正在进行从3.5"到2.5"的转换。就如同1.8"硬盘在多媒体播放器与小型笔记型计算机上受到重视一样，小型硬盘也为服务器提供重量轻、低功耗以及其它的好处。

　　2.5"硬盘因为磁盘的直径较小，所以磁盘因旋转而产生的摩擦也会较小。而且，3.5"和2.5"硬盘如果在相同转速和机械组件的条件比较下，2.5"硬盘的磁盘臂（带有读取头）因为运作的范围比较小，所以对存取时间也有正面的帮助。服务器用的2.5"硬盘虽然在传输速率上会比3.5"慢一些，但是存取时间两者可就有得拚了。

　　目前2.5"、10,000转的SAS硬盘已经有147GB的容量，而15,000转的硬盘则有73GB容量。同一时间，3.5"的SAS与SCSI硬盘则已经在300GB的容量停留了许久。如果你碰到其它"企业级"的3.5"硬盘，你可以确定它们都是来自桌上型的领域，只是通过了不同的认证过程以确保能够符合24/7作业（每周七天、每天24小时无休）的需求。这类硬盘现在都是SATA接口，支持SAS的则尚未出现。

　　不过，2.5"的SAS硬盘可提升所谓的储存密度(storage density)，因为他们所需要的空间比3.5"硬盘少很多。储存密度的定义是指单位体积内的储存容量，也可以定义成单位体积内的储存效能。在1U系统上的热门储存设备不是4个3.5"硬盘，就是多达10个的2.5"硬盘－StorCase Infostation就是一个很好的例子。多达10个的2.5"硬盘所需要的电力并不会比4个3.5"硬盘还多，而它们的表现却是4个3.5"硬盘的2倍，有时甚至是2.5倍。如果你决定只使用4 6个2.5"硬盘，那么你将在得到约等同的效能之下，明显地感受到功耗降低了。

　　Savvio 10k.2是希捷的第二代2.5" SAS硬盘，第一代的Savvio硬盘早在2004年就发表了，当时采用的是Ultra320 SCSI接口，而SAS(Serial Attached SCSI)界面则在将近一年后来到。

　　Savvio 10k.2已经比当初的Savvio家族快很多，这是由于记录技术与其它的改善措施，传输接口并没有太多的帮助。之前我们比较多通道串行式(SAS/SATA)磁盘阵列控制器时，就是使用Savvio 10k.2硬盘，它提供超过90MB/s与高达174MB/s的接口传输率，以及7.6ms的平均存取时间；平均搜寻时间在读取部分是3.8ms，写入则是4.4ms。这些都是很好的成绩，因为只有极少数的桌上型硬盘可以在传输率上与它相比，而转速更快或非机械式的硬盘才能在存取时间部分赢过它。虽然Savvio硬盘在运作时会有点热，但只要安装在适当的硬盘槽内，就不需要专门的冷却器，所以在控制得宜的环境条件下，一般的系统和标准的硬盘通风设计应该就足够了。

　　3.5"硬盘在闲置时通常需要7 10瓦的电力，Savvio 10k.2只需要5瓦，这是一个很不错的省电效果。希捷提供了两种版本：146GB与73GB，这两种都只使用一个磁盘，而且都有16MB的高速缓存以及5年保固。

希捷savvio 15k.1：15,000转

　　希捷的15,000转Savvio 15k.1硬盘在2007年初就已经出现了，逻辑上它可以被视为Savvio 10k家族，就10,000转硬盘而言。希捷有很多生产15,000转硬盘的经验，这当然是有助于发展小型(small-form-factor)的15k硬盘。

　　Savvio 15k.1是第二种Savvio硬盘，它也是采用SAS/300传输接口，而且高速缓存的容量也是16MB。它的读取搜寻时间仅有2.9ms、写入搜寻时间为3.3ms，这样的速度导致在我们的测试中，得到的平均存取时间仅有5.6ms。它的最高传输速率为104MB/s，是目前最快速的硬盘的其中之一，而它的最低传输速率也从未低于68MB/s。最后，这个硬盘的I/O效能表现更是令人印象深刻，因为这对许多种企业级服务器（例如在线交易数据库）来说，是非常重要的。我们的测试表中记载着所有结果。

　　同样的，Savvio 15k.1也提供两种版本，顶级版本为73GB、基本版本为36GB，它们都有希捷5年保固的好处。有趣的是，希捷宣称Savvio 15k.1是目前市场上最可靠的硬盘，虽然这样的声明几乎是不可能去验证，不过它仍然值得您去思考一番。

测试设定列表

我们使用4颗硬盘进行测试

测试结果

RAID 0的数据传输率测试

Savvio 10k.2 (10,000 RPM), RAID 0

　　在上表中的256kB项目，我们得到的传输率为474MB/s，由于单一Savvio 10k.2硬盘的最高传输率为93MB/s，所以这个数据显然是包括来自高速缓存的数据。最大的读取效能为350MB/s，这反应了物理旋转媒介的最大读取效能。

Savvio 15k.1 (15,000 U/Min), RAID 0

　　使用15k硬盘虽然实际上并没有增加多少读取传输率，不过在写入效能部分倒是很有帮助。

RAID 5的数据传输率测试

Savvio 10k.2 (10,000 RPM), RAID 5

　　RAID 5的传输率似乎是受限于储存装置的控制芯片，它会去处理XOR计算。不过，250MB/s仍然是比可接受的效能还要更高。

Savvio 10k.2 (10,000 RPM), RAID 5 Degraded

　　当一颗硬盘在被称为degraded array的磁盘阵列中损坏时，查验效能是非常重要的，这意味着该系统必须进行回复同位信息的动作。

Savvio 15k.1 (15,000 U/Min), RAID 5

Savvio 15k.1 (15,000 RPM), RAID 5 Degraded

　　当RAID 5磁盘阵列中的某一颗硬盘损坏时，使用15k硬盘就是最实际的。

存取时间测试

　　很明显的，单一硬盘的存取时间会比使用磁盘阵列更短，不管你是使用RAID 0或RAID 5，都不会有太大的差别。整体而言，10,000转的存取时间是介于8.1 8.5ms之间，而15,000转数组则是介于5.9 6.3ms之间。

传输接口的传输率测试

读取速率测试

写入速率测试

RAID 0的I/O效能测试

　　使用RAID 0数组时，Savvio 15k.1硬盘提供约高于20%的每秒I/O传输率：

RAID 5的I/O效能测试

　　再一次，使用更快的硬盘让I/O效能增加了约20%。

结论：15,000转硬盘适用于高效能服务器

　　10,000转与15,000转的Savvio硬盘的效能表现有十分可观的差距，在所有的低阶效能测试（例如存取时间测试或数据传输率）中，Savvio 15k.1都表现出巨大的效能优势，而且它在I/O效能测试中也表现得特别好。尽管Savvio 15k.1有这么好的效能表现，不过它的最大储存容量只有73GB（10,000转的最大容量是146GB），成本也高出许多。

　　如果您打算使用这些小容量的硬盘在一个大型的RAID数组中，那么我们会建议您要小心选择数组控制芯片，因为它可能让你的数组很容易就遇到效能瓶颈。在测试中，我们使用ICP 5085BL控制芯片，它是基于一个速度相当快、达800MHz的Intel IOP333处理器，不过仍然只得到300MB/s的最高速率，这相当于一个硬盘只有75MB/s而已（我们使用4个硬盘进行测试）。但根据测试结果显示，单一颗Savvio 10k.2硬盘就可以得到超过90MB/s的速率。

　　我们还发现了ICP控制芯片可以提供优秀的I/O效能，当我们使用比较快的Savvio 15k.1硬盘时，得到超过20%的每秒I/O传输率。这样的效能表示在64位的大型命令或更多显著的命令中，都没有迟滞发生。甚至在有一颗硬盘损坏的degraded RAID 5数组中，15k.1的表现仍然与10,000转硬盘的全功能RAID 5数组一样快。对于需要处理大量储存工作的服务器而言，这样的差异是相当巨大的。

　　如果你只是希望提高数据传输速率，选择15,000转的硬盘并不符合成本效益，因为你得到的最大储存容量只有一半而已。使用RAID控制芯片可以优化传输速率，也可以让你很容易地将一颗硬盘加到数组中而得到不错的效果。不过，还有别种应用可以适用于例如Savvio 15k.1这样的高转速硬盘上：做为一个发烧级桌上型PC的操作系统硬盘，因为Savvio 15k.1的速度比任何的SATA硬盘都还要快。但是这种做法的前提是，你得愿意支付购买硬盘及SAS接口控制器（卡）所多出来的成本。