在成熟穩定的 CMR 傳統磁性記錄技術基礎上,以 10 張碟片組合出 20TB 容量。

Seagate 首波 20TB 容量硬碟,推出 Exos X20 與 IronWolf Pro 兩個系列機型,Exos X20 預定於 2022 年 1 月份正式上市,Seagate 緊接在 IronWolf Pro 20TB 之後提供樣品,所以近日就能把玩到 Exos X20 標準版(完整型號 ST20000DM007D)。

Exos X20 設計規格

屬於企業級定位的 Exos X20,適用於雲端資料中心、擴充資料中心、大數據、高容量磁碟陣列、分散式檔案系統、企業備份、安全監控集中儲存等應用,也因而具備更高的可靠度、工作負載率、進階電源管理技術,並且提供不同的傳輸介面、安全性功能等多種版本選擇。

無論是 Exos X20 和 IronWolf Pro 20TB,都源自相同的開發設計基礎,關鍵規格 / 特性如出一轍。像氦氣密封、7,200RPM 轉速主軸馬達、256MB 多區段快取記憶體,採用 CMR(Conventional Magnetic Recording,傳統磁紀錄)技術 2TB 容量碟片 10 張等,Exos X20 是建構在既有的成熟穩定基礎上,不用像導入新技術產品那樣耗時進行測試驗證。

因應企業對於資料儲存可靠度的要求,Exos X20 採取高標準設計,除了每讀取位元無法修復的讀取錯誤為 10E15,同時也具備同位元檢查、通過 RSA 3072 韌體驗證。其平均失效時間(MTBF)達 250 萬小時,得以 24 x 7 / 365 天全年無休運轉使用,全年無休作業可靠度(AFR)為 0.35%,至於工作負載率是設在 550TB / 年。

Exos X20 針對不同層級儲存應用,提供 SATA 6Gb/s 與 SAS 12Gb/s(雙埠)兩種傳輸介面機種,設計上都支援 FastFormat(512e / 4Kn)先進格式。SATA 6Gb/s 介面機種磁區大小可為 512 或 4,096Byte,而 SAS 12Gb/s 機種對應支援 512、520、528、4,096、4,160、4,224Byte,都可以透過 SeaChest 公用程式來進行必要的變更。

除了兩種介面的標準機種,同時提供 SED 自加密版本,SAS 12Gb/s 介面另外還有包含驗證機制的 SED-FIPS 版本可選,官方將這些安全性機能統稱為 Seagate Secure,底下包含了 Seagate Instant Secure Erase 等配套措施。搭配 SeaTools 工具軟體,能針對支援 SED 的硬碟進行加密抹除(Erase)等作業,其 PSID 碼是印製在產品標籤貼紙上。

SeaChest 示意圖。(實際功能性視硬碟機型而定)
Seagate SeaTools 示意圖。(實際功能性視硬碟機型而定)

Exos X20 更也支援熱插拔機能,可以減少儲存設備停機的不便,此外同時具備 PowerChoice 閒置節電技術,與 PowerBalance 節電 / 高效技術。PowerChoice 預設提供 4 種狀態,在閒置不等長度時間之後,分階段降低電子層面的運作效率、卸載磁頭、降低主軸馬達轉速、停轉,如此達到節能目的(電力與散熱 / 空調系統)。

另外和 IronWolf Pro 20TB 同理,Exos X20 所用到碟片、磁頭數量比 Exos X18 多,直覺上 20TB 是會比較耗電,Seagate 在詳盡規格書裡提供了參考資訊。SATA 介面版 Exos X20 閒置平均消耗功率由 5.26W 提高至 5.570W,不過細看幾種運作組態的量測結果,其 5 / 12V 的典型、最大、峰值電流(A)與總和功率等項目,Exos X20 並非每項都比 Exos X18 來得高。

其餘零零總總還有數位環境感應器,監控項目包含濕度、壓力和溫度等,藉此確保運作性能與可靠度。至於振動相對應機制就更無需多說,企業級機種的旋轉震動感測器等設置自然是完備,官方所列舉參考規格之一為 12.5rads/s² @ 10~1500Hz。而 RAID 應用通常會注意到 SCT Error Recovery Control,透過工具軟體進行判讀所得參考資訊,讀取與寫入都設為 10s。

Seagate 所標示參考存取速度,最大連續傳輸速率為 285MB/s,而 4K QD16 隨機存取是讀取 168IOPS、寫入 550IOPS,官方向來也很強調平均延遲時間僅 4.16ms。另外如同 IronWolf Pro,Exos X20 也是提供 5 年有限保固,只不過並未隨附 Seagate Rescue 資料救援服務。

Exos X20 性能實測體驗

官方提供的樣品型號是 ST20000NM007D,屬於常見 SATA 6Gb/s 介面、FastFormat 512e / 4Kn 標準機型,出廠預設磁區大小和 IronWolf Pro 20TB 相同,是邏輯 512Byte、實體 4K。以下測試數據一併納入 IronWolf Pro 20TB,我們將大部分繪製成圖表,以方便參考比較。

Seagate Exos X20 - Benchmark (2)
Seagate Exos X20 - Benchmark (3)
Seagate Exos X20 - Benchmark (1)
Seagate Exos X20 - Benchmark (2) Seagate Exos X20 - Benchmark (3) Seagate Exos X20 - Benchmark (1)

測試平台

檢視 Exos X20 基本盤表現,除了常見的合理測試誤差這項因素,性能最佳化方向也能說不盡相同。特別是在循序存取部分,IronWolf Pro 20TB 看起來更趨理想,儘管只是區區數 MB/s 之差而已。然而 Exos X20 的 4K 隨機寫入吞吐量,普遍出現數倍於 IronWolf Pro 20TB 這種爆發性結果,在以往的產品上也能觀察到相似傾向,這顯示 Exos X20 針對應用目標有著不同的最佳化策略。

Seagate Exos X20 - Benchmark (11)
Seagate Exos X20 - Benchmark (16)
Seagate Exos X20 - Benchmark (15)
Seagate Exos X20 - Benchmark (14)
Seagate Exos X20 - Benchmark (8)
Seagate Exos X20 - Benchmark (9)
Seagate Exos X20 - Benchmark (12)
Seagate Exos X20 - Benchmark (13)
Seagate Exos X20 - Benchmark (5)
Seagate Exos X20 - Benchmark (4)
Seagate Exos X20 - Benchmark (17)
Seagate Exos X20 - Benchmark (18)
Seagate Exos X20 - Benchmark (11) Seagate Exos X20 - Benchmark (16) Seagate Exos X20 - Benchmark (15) Seagate Exos X20 - Benchmark (14) Seagate Exos X20 - Benchmark (8) Seagate Exos X20 - Benchmark (9) Seagate Exos X20 - Benchmark (12) Seagate Exos X20 - Benchmark (13) Seagate Exos X20 - Benchmark (5) Seagate Exos X20 - Benchmark (4) Seagate Exos X20 - Benchmark (17) Seagate Exos X20 - Benchmark (18)

Exos X20 在成熟技術平台上採高規格設定,導入應用無須花費太多時間進行測試驗證,就能部署在儲存設備上。單顆容量密度再次提升,能夠降低升級或增加儲存設備數量的必要性,連同電力、散熱、管理等附加效益,都將反映在總擁有成本上。Exos X20 建議售價 22,390 元,Seagate 預計在 2022 年 1 月份正式上市,如果有大量資料儲存需求,是可以著手進行效益評估。

Comments are closed.