有一天你發現硬碟不夠用了,懶得折騰換來換取,打算一步到位直接上台NAS,擺在你面前的卻又是新問題——這麼多種硬碟,該選哪種呢?
西數有綠盤、藍盤、紫盤、紅盤、黑盤、金盤,希捷有酷魚、酷鷹、酷狼、銀河,更別提東芝的P、L、DT、MD、-V、MN、MQ、MG、AL等全靠英文來辨別定位。這麼多型號足夠讓人顱內升天了。
希捷收了三星,西數和東芝分了日立,講道理這幾年硬碟應該越做越強,但事實上,三家都推出了SMR疊瓦盤,入手之前更得小個心。
▌差異
相信大家心裡都有個疑問,隨便買一塊硬碟不一樣能用嗎?不同系列之間到底有什麼區別呢?老張整理了一個表格,包含常見的品牌、系列:
超清無碼大圖:share.weiyun.com/79SZKWP1
或pan.baidu.com/s/1FUqD4uxcsTK05cVukIcakw提取碼2233
▌容量
機械硬碟是磁軌結構,存儲密度存在上限,現在大容量盤有很多氦氣盤,惰性氣體,密度只有空氣的1/7,減少轉動時的振動幅度,同時縮小磁碟間距,
一塊盤能裝等多碟,實現容量提升,同時這類盤往往溫度低、功耗低。
此外也有另一個方案,過去我們在《PMR還是SMR?》(戳這裡)中提到過,廠商通過SMR疊瓦技術代替PMR垂直記錄,允許磁軌重疊寫入,安全性目前還有爭議,但至少對性能有較大影響是坐實了的,所以這類盤都需要更大的緩存。
好幾年前,西數綠盤合併到藍盤里了,所以藍盤是特別雜的,有疊瓦有垂直,一般大緩存版本都是疊瓦。國內外鬧的都挺厲害,現在廠商不再藏著掖著,直接明著說自己做SMR了...
▌性能
主要參數都以相對主流的4TB為準,性能整體希捷更好,但大同小異。其實自己單盤不組RAID也不用太在意速度,2021年了,要速度直接上SSD他不香嘛。
頂級機械盤(如希捷EXOS 12T)的4K QD16讀寫也只有170/400 IOPS,隨便拿個SSD至少也在單位上加個k...甚至好點的U盤都比機械快。
▌可靠性
可靠性往往用MTTF、MTBF、MTTR等指標表示,主流的是MTBF平均無故障時間。主流NAS、監控盤都在100W小時,企業盤200W小時起步。低端盤一般廠商在官網技術文檔里都不標,堪憂啊...
如果廠商沒有標註AFR年平均故障率,其實可以估算一下,AFR=1 / (MTBF / 365 / 24),比方MTBF是200w小時,則AFR≈0.44%。當然這只是理論值,不能完全衡量質量,實際上存在其他影響因素,所以每年的諸如BackBlaze等存儲中心報告都更有參考意義。
2020年第三季度報告中,HGST依然堅挺,同時維持很低的故障率。年化故障率最高的是希捷4T(ST4000DM000),雖說數量和運行日都比HGST(HMS5C4040BLE640)長一點,但這故障率高了好幾倍...
表格中的磁頭裝載卸載次數就是指C1值,一個伸縮周期算一次,一般有30萬次、60萬次兩種壽命指標。讀寫的時候磁頭伸出去,空閒的時候收回來,主要目的是降低功耗,
以前西數綠盤為了節能,激進調用這功能,閒置間隔只有8秒,導致低強度用電腦C1次數暴增,大幅度消耗硬碟壽命,甚至出現呲~呲~異響,江湖人稱「C1門」。
另一個指標URE不可逆錯誤率(UnrecoverableRead Error rate)是什麼意思呢?比方說一般硬碟的有10的14次方分之一的不可逆錯誤率,也就是1/100000000000000一百億分之一,那麼100000000000000bit即每11.3687TB數據就會有1bit的死點,
由於不是壞道導致的,自我檢測不出來,無論如何都不可讀。不過有校驗機制自動修復,不是什麼大問題。
指標上多一個小數點差距,也是很大的了,基本上只有企業級能到10的15次方分之一。家用沒幾個TB的存儲其實無所謂,數據中心這種PB、EB級別的才會考慮這點。
▌挑環境
另外,機械硬碟的散熱,可能絕大多數用戶都不會關心,老機箱還會專門放在進風口,但現在的機箱設計往往就是哪兒空塞哪兒。
按照HGST Ultrastar 7K6000企業盤的報告來看,在5~31℃支持90%相對濕度,但到60℃只支持10%相對濕度(部分企業盤還帶濕度傳感器,也是重要指標之一),如果是普通硬碟則會更挑工作溫濕度,如果你的環境又熱又濕,很可能影響硬碟壽命。
MTBF其實也包含環境因素,部分企業盤是45℃下7x24h 100%工作負載,但是家用級可能只是25℃ 5x8h 10~20%負載,這些只有在官方技術文檔中說明,平時你網上買硬碟是看不到很多信息細節的。
哪怕號稱幾百萬小時的無故障時間,那也要看是5x8還是7x24小時計算的,但具體按什麼算,廠商可能不會告訴咱們(西數一般不講,希捷披露的信息會多一些)。
需要注意:故障率有參考意義,但並不絕對。純看RP看運氣,比方說故障率1%的盤,不是說你用著用著讀寫的時候有1%的機率壞盤,而是你可能買到100張盤裡那1張註定會壞的盤...
老張自己從小到大用下來,就希捷的盤用壞過,西數的有十年不壞的,日立的穩如老狗,但也有朋友情況跟我相反,總之就很玄學。
▌NAS盤特性
最多見的疑問,就是「能不能用普通硬碟代替NAS盤」,先說結論,可以,但前提是不組RAID陣列,尤其是別組RAID5。目前只推薦組RAID1/10/6。
NAS盤一般都有糾錯特性,西數的叫TLER(Time-LimitedError Recovery限時錯誤矯正),希捷的是CERC(CustomizedError Recovery Controls自定義錯誤恢復)。一般我們用電腦的時候,硬碟如果讀到某塊數據讀不出來,會一直嘗試各種方法讀取幾十秒,反映在系統上就是你的資源管理器失去響應...
如果超過設定時長還讀不出來,才會標記為壞道,封存不用。如果是RAID陣列則會失去響應3~5秒後判定故障,把這塊盤踢出陣列,嘗試重建陣列時如果壞盤則GG。TLER會在這3~5秒的短暫判定後,向RAID陣列報告,從冗餘盤中讀取,重建這一小部分數據,確保RAID系統不會進入卷恢復操作,保證當前卷數據不會被破壞。
換句話說,就是更不容易掉盤。
而非NAS盤不支持這類特性,有更大的幾率掉盤。陣列一旦掉盤,就要重建,有些陣列類型一旦掉盤數大於1塊,數據會完全損毀無法恢復!
紅盤直接拆分成3個檔,普通版全員SMR疊瓦,目前來看沒有買的必要。Plus/Pro版全線CMR,Plus多了3D Active Balance Plus功能,磁碟平衡控制,壽命相對更長。紅盤Pro版多了個主動多軸防震,以及錯誤恢復(說是NASware3.0的一部分,但其他盤並沒有提到,不知道是不是軟閹割)。
其中RVFF旋轉震動前向補償技術(Rotational Vibration Feed Forward),也有叫RAFF、RVS、RV的。目的在減少多硬碟同時運作時產生的相互干擾問題,提高硬碟在高密度、高負載環境中的可靠性。
NAS盤的錯誤矯正和抗共振特性來說,已經接近企業盤了,主要在設計壽命上有所差距,在消費級里相對比較推薦。
▌監控盤特性
監控盤常見的賣點是「幾十路無丟幀記錄」,這方面老張不是很了解,感覺有點玄學,比較實在的參數還是功耗和啟動電壓,相對普通盤更低。
西數和希捷的監控盤都出了AI固件的大容量版本,優化了視頻流和AI流,支持視頻分析/記錄和GPU分析同時進行。這點也不太了解,猜測可能是固件調整了磁軌記錄優先級、順序之類的、提升同時寫入效率吧。
紫盤比普通盤多一個可以關閉糾錯的功能,保證最大限度穩定錄入,但限定在他們自家的監控系統里,我們自己買來當電腦盤用,和你買個藍盤啥的是沒區別的。
甚至因為各家監控盤為了穩定性作犧牲,性能參數都挺一般的,體驗還未必比家用性能盤好...不過低轉速盤相對安靜些,不是誰都能接受迅猛龍那種萬轉龍捲風的。
▌其他特性
其實很多都是企業級才會關注的參數,比方說每GB功耗多少W,比方說金盤18TB只有0.31W/TB,但1TB版足足5.9W/TB,差距甚大,意味著幾倍的電費...
此外還有抗衝擊性(Gs)、非運行時抗衝擊性(1ms/2ms,G)、抗旋轉震動性(弧度/秒²),這些家用顯然是用不到的...不過有一點,不同轉速硬碟混插會引起共振,可能影響磁頭定位和壽命,也比較炒,所以插盤建議還是用同規格的,尤其是結構比較差的機箱。
這幾年很多硬碟的質保都縮到2年了,少數高端定位的才有5年,以換代修也基本不提了,硬碟售後還是很重要的,有些還附帶數據恢復服務,能5年儘量選5年的,一兩年用不出什麼問題的。
至於SMR疊瓦盤,其實當做冷數據專用盤沒啥問題,問題在於廠商把它混進消費級賣,同時還不降價,這就是大問題了。
從現在各家都做疊瓦來看,就像是SSD都在偷偷推進QLC一樣,劣幣驅逐良幣或許不可避免,但是反對的聲音還是要有的,可以接受,但是價格得足夠便宜才有接受的可能。原本60塊錢能買根烤小羊腿的,突然有一天你說只能買一根羊肉串了,這誰受得了啊。
參考&引用:
seagate.com
westerndigital.com
post.smzdm.com/p/569619
zhuanlan.zhihu.com/p/148754911
chiphell.com/thread-1154235-1-1.html
zhihu.com/question/347637101/answer/850301641