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存储极客 这些硬盘参数你都懂吗?(2)

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这些硬盘参数你都懂得吗?(下篇)

在之前的《存储极客:这些硬盘参数你都懂吗?(上)-从案例引发的讨论》一文中,我们从用户实际需求出发,围绕下面2个表格对不同硬盘的性能和可靠性差距展开了部分讨论。其中包括但不限于这几个要点:1. 振动对硬盘的影响及防范2. 可靠性前提条件和NL硬盘的由来 - 小知识:硬盘读写负载与SSD擦写寿命3. 环境规格——温湿度范围4. MTBF不是虚标:换算出年均故障率

这些硬盘参数你都懂得吗?(下篇)

  理想很丰满,现实有时却骨感在谈到MTBF(平均无故障时间)和AFR(年均故障率)两个指标时,也许有的读者会说:“我使用的硬盘比这个故障率要高啊?”这种现象确实存在的不少,比如我国南方空气湿度偏高,电子设备受到氧化、腐蚀的速度会加快。硬盘厂商给出统一的数字,是要在推荐的环境范围内,并且系统设计(特别是机箱结构设计)要达标。

  这里我又想起10年前参加过的一次Intel ESDC(服务器系统设计峰会),工程师在上面讲针对一款机箱振动的验证测试,印象中是2U 12个1500转3.5英寸硬盘。结果台下另一位Intel其他部门的同事就提出疑问,表示实际共振情况没有这么理想,随机访问性能会下降20%。据此大家就不难理解我在上文中引用“15K硬盘能够达到21 rad/sec/sec”的用意了吧?

  要想把硬盘用好,获得理想的性能和可靠性,还有许多要注意的问题。接下来我们再此列出《上篇》中的表格,并继续之前的讨论。

这些硬盘参数你都懂得吗?(下篇)

这些硬盘参数你都懂得吗?(下篇)

  5视频监控写入负载是否会超标?我们根据硬盘每年的读写负载,计算出550/300/180/55TB对应到平均每天就是1.51/0.83/0.49/0.15TB,平均每秒大约17.5/9.6/5.67/1.74MB。回到本文上篇中那个数据备份的需求,每天写入不到1TB的数据,使用Enterprise Capacity这个档次的Nearline硬盘比较合适。

这些硬盘参数你都懂得吗?(下篇)

  戴尔、惠普等一线品牌服务器和企业级存储阵列,选配的7200转大容量硬盘一般都是Nearline系列。上图引用了《戴尔SCv2000:入门级阵列硬件设计功力》一文中样机上安装的Constellation ES.3 4TB SAS硬盘,希捷从这一代之后的V4改用Enterprise Capacity系列名称。

  这里我还有一点疑问:视频监控应用是比较典型的多流写入,而且7x24小时连续工作,在一个系统中为了应对单盘故障RAID保护又是有必要的。首先,年负载55TB的桌面硬盘很容易超标;其次,如果有高清监控且需要保留时间较短的场合,每块硬盘平均写入速度超过5.67MB/s,是否将年负载180TB的监控盘换成550TB的Nearline硬盘更合适呢?

  我也曾咨询过硬盘厂商的工程师,如果超出建议负载较多其故障率会高于标称的AFR(监控盘为0.88%),而且Enterprise Capacity(ES)的AFR设计标准本身就低至0.44(8TB)~0.63%,可以降低后期维护的成本和数据丢失风险。

  至于“云盘”,其平均故障率监控盘还要高些,只要不在意也可以用吧?

  当然这里面还有成本的因素,Enterprise Capacity的公开报价是7200转盘里面比较高的。由于视频监控在国内的市场巨大,像海康、大华这样的厂商在监控硬盘上估计有较大的议价能力。

  6盘位数支持与箱体结构要求在每个机箱支持的盘位数上,最新资料4TB及以上写的都是“8+”,而我们在另一份早些的希捷监控硬盘资料中看到了这样的描述:上图截自《Seagate Surveillance +SRS HDD Product Manual, Rev. E》

  在视频监控环境中,非RAID应用顺序(I/O)使用模型下盘数不限。(取决于箱体结构)而监控硬盘在RAID应用中建议≤16盘位。究其原因,如果做了RAID,硬盘磁头容易按照同样的轨迹来运动。这时共振的影响应该会有所加大。

  回到我们引用的那个英文表格,Enterprise Capacity系列硬盘支持大于8盘位的部署,在有的机箱中甚至支持84、90这样的盘位。

  扩展阅读:《高密度盘柜难点:评戴尔SCv2080结构设计》

这些硬盘参数你都懂得吗?(下篇)

  戴尔SCv2080、PS6610高密度双控制器阵列、SC280/SC180 JBOD扩展柜,其5U机箱支持84个3.5英寸SAS硬盘驱动器,通过上下2个“抽屉”来安装/更换硬盘,结构设计比较巧妙。

  根据我的理解,ENAS系列虽然抗旋转振动能力与Enterprise Capacity相同,但由于其主要定位中小型设备,只建议配置不超过16盘位,对机箱结构要求相应放松。经济型Constellation CS主要针对互联网等大型分布式环境,其中定制系统相对偏多,需要适应各种不同需求,因此抗旋转振动也达到了12.5 rad/sec/sec。

  7不可恢复读错误:NL盘表现居中不可恢复读错误可以理解为磁介质上静态数据损坏的比率,由于这个数值比较固定,随着单盘容量增大在一块盘上遇到错误的几率也越来越高。我们注意到,Enterprise Capacity和ENAS的该项指标比10K、15K高转速SAS硬盘高一个数量级,但比桌面和其它“准企业级”硬盘还是要低一个数量级的。

  对于监控硬盘,资料显示目前只有8TB型号可以达到1 per 10E15。由于目前桌面硬盘的容量只达到6TB,那么8TB监控盘有可能与Enterprise Capacity出自同一平台。

  由于不可恢复读错误可能在RAID Rebuild时才暴露出来,RAID卡、磁盘阵列控制器普遍设计了后台介质扫描的功能,而有些廉价视频监控设备使用的软RAID就不好说了。此外,EMC等存储厂商还使用非标准扇区(从传统512byte增大到520byte)加入校验实现容错。


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