【綜合簡測】大容量企業級/NAS(2) - 18TB至20TB CMR/PMR 7200轉 SATA硬碟機效能亂評 (圖多)

Day_Night · 發表於 2022-5-28 23:16:04

本帖最後由 Day_Night 於 2022-5-29 12:10 編輯

繼前篇16TB大容量CMR/PMR SATA硬碟機測試，本篇為系列測試完結篇。

先貼出本篇測試的硬碟圖片檔，本篇插花者為Seagate Exos 7E10系列，
主要是想了解同屬單碟2TB架構，它與其它大容量硬碟的差異。

目前國內通路能買到的18-20TB大容量CMR硬碟機，除了HC560是單碟2.2
TB容量，大多是單碟2TB容量的架構為主。除此之外，對於大容量的硬
碟來說多數是採氦氣封裝居多，而單碟2TB者目前僅Exos 7E10系列為非
採氦氣封裝。考慮IronWolf Pro同屬單碟2TB架構，因此也把它納入本
篇測試，唯一只剩下WD Red Pro 18/20TB因為國內、外幾乎都買不到，
在本篇測試中被迫排除，僅剩IronWolf Pro為定位中的NAS碟。此外，
Toshiba MG09系列比較尷尬點，部分的NAS系統標配是採MG08/MG09系列
的磁碟機，它究竟算企業碟或是NAS碟？感覺有點模糊。

各廠商的規格大致簡述於上，基本上保固條件幾乎一致，除了IronWolf
Pro的MTBF值縮短約一半，最大差異性在於傳輸率、耗電量及快取記憶
容量。整個傳輸率官方規格為Exos X20最高，相對的運作耗電量也是最
高。若以連續高負載運作溫度，Exos 7E10是最高溫，氦氣碟陣營是Exos
X18最高溫。Seagate Exos及HC550/HC560硬碟機同時提供512e及4Kn雙
格式供使用者自行轉換，Toshiba及WD Gold系列維持採取雙格式分開出
售，使用者購買前需張大眼選對型號才可以，而IronWolf Pro僅提供512e
格式於零售市場。另外一點最大不同處就是，18TB以上容量的硬碟，WD
或Toshiba均採取512MB快取，僅只有Seagate Exos/IronWolf Pro維持
256MB快取記憶體容量，不知512MB的會不會比256M平均表現好些?

測試環境簡述:

M/B: ASUS MAXIMUS XIII Hero BIOS 1202
CPU: i7-11700K oc 5.0G
RAM: GSkill DDR4-3000 8G*4
OS SSD: Samsung 980 PRO 2TB
測試碟: 附表各型號的SATA企業級硬碟機，選用512e格式
OS: Windows 10 Enterprise 21H2 64-bit
Driver: Intel RST v18.31.5.1038

以下測試分為幾個部分評比：循序讀寫、4K讀寫、應用軟體整合、存
取時間等，這樣合計拆分為七個測試組別。由於測試檔案圖檔太多，
均採Excel圖表整理。

思考後，本篇測試決定維持以Seagate Exos X16為測試基準，最主要
為了在文末額外列出16-20TB的效能比較圖，希望測試基準能一致性。

(一)非壓縮環境，循序讀寫測試：

Anvils軟體裡，循序讀取/寫入都是MG09平均表現最好。Exos X18的整
體表現顯然不如預期，HC560因密度提高因素普遍優於HC560，但在整
個競賽團隊中表現只能算中等。

AS SSD裡設定檔案容量為1GB，循序讀取或寫入都是Exos 20最快，相對
地HC550普遍表現最弱。

NetworkDLS - DiskMark採預設封包值64K測試，平均讀取速率是Exos
X20最快；平均寫入速率則是HC560最快。

HDTune循序讀取/寫入測試，平均讀取速率是MG09最快；平均寫入速率
由IronWolf Pro些微差距贏過其它競爭者獲勝。

HDTune額外讀寫測試，分離出的循序讀寫項目，讀取速率外圈最快是
Exos X20，中段是同為MG09，內圈是HC560最快；寫入速率外圈最快是
Exos X20，中段是同為HC550，內圈是HC560最快。

HDTune的File Benchmark選項以Block Size 512MB檔案長度為基準，設
定50MB、500MB、2000MB及4000MB，測試資料型態為Mixed。循序讀取是
MG09平均較快；寫入速率是Exos X20平均表現較快。

HDTach 8MB小檔讀取速率是HC560最快，32MB大檔讀取測試是MG09最快。

HDTach-RW 8MB小檔讀取或寫入速率都是HC560最快；32MB大檔讀取速率
是MG09最快，寫入速率是Exos X20最快。

Inhouse DiskBenchmark循序讀取或寫入速率皆是MG09最快。

Parkdale設為Block 64KB或是Block 1M兩種格式，大檔讀取或寫入可以
發現到MG09最快，HC550小檔的讀取速率大多偏慢，Exos X18在Block
1M格式中的寫入速率多落後。

Q1T1項目，Crystal Diskmark軟體裡，MG09在小檔的循序讀取或寫入速
率都表現不是那麼理想，完全沒發揮到512MB快取記憶體的優勢，須等
到2GiB或4GiB才有其效果，Exos X20整體表現較一致，僅取得亞軍，
Exos X18或是HC550在寫入速率表現不是很理想。

Q8T1測試項目，Crystal Diskmark軟體的讀取測試，同樣地MG09小檔
讀取速率偏弱，要到2GiB以上才表現驚人，Exos X20平均表現平穩；
寫入測試以Exos X20平均表現最佳，HC550幾乎一路落後到最終。

Q32T1測試項目，TxBench循序讀取測試，小檔以Exos X20較佳，大檔
由MG09超車，兩者並列第一；寫入測試是MG09平均表現最佳，HC550是
所有大容量硬碟表現最弱。

(二)非壓縮環境，非循序或非4K讀寫測試：

HDTune額外讀寫測試，分離出的隨機讀寫項目，大檔讀取測試是HC550
與HC560或MG09互有領先，小檔仍是IronWolf Pro較快；寫入測試是以
7E10獲得多數的領先，MG09、HC550/HC560幾乎都是最慢。

HDTune隨機讀寫測試，讀取測試裡Exos X18平均表現最慢；寫入測試在
小檔中是HC560最快，但大檔反倒是IronWolf Pro最快。

Inhouse Diskbenchmark隨機測試，隨機讀取可以發現IronWolf Pro在
多數測試項目表現較佳；寫入測試MG09很明顯地較其它人突出，表現
最好，HC560是小檔表現偏弱，最後大檔(4MB)直追MG09。

512B項目，AS SSD軟體裡設定檔案為1GB。讀取測試M是IronWolf Pro最
快，HC560最慢；寫入測試意外的是7E10擊敗Exos X20獲得冠軍，MG09
仍然是最慢。

32K讀取測試項目，Anvils由IronWolf Pro平均表現最好，HC550平均表
現最差，HC560則是倒數第二慢。

128K讀取測試項目，Anvils還是IronWolf Pro平均表現最好，HC550最弱。

Q1T1測試項目，TxBench隨機讀取的小檔或大檔讀取均是IronWolf Pro
最快；寫入測試小檔是Exos X20平均表現較好，MG09最弱。

QD32測試項目，Parkdale設為Block 64KB或是Block 1M兩種格式，隨機
讀取速率很明顯分為兩群，領先群是Exos X系列及7E10，HC550幾乎最
慢；隨機寫入速率則是分成三群，Exos X20平均表現最佳，MG09不論在
那個項目都是最慢。

(三)非壓縮環境，4K相關讀寫測試：

QD1項目

Anvils軟體裡，讀取測試意外的是IronWolf Pro最優，勝過Exos X20
一段差距，第二名是Exos X20，HC550/HC560很明顯的落後別人一大
截甚至於連Exos X16都不如；寫入測試是Exos X20平均較快，7E10還
勝過X18，前四名全由Exos各產品線包辦。MG09寫入測試墊底，IronWolf
Pro寫入測試僅略快於MG09，HC550/HC560的表現還是讓人失望。

AS SSD軟體裡，設定檔案為1GB。讀取測試仍是IronWolf Pro一馬當先，
HC560最慢；寫入測試由Exos X20險勝7E10取得冠軍，MG09非常弱。

Crystal Diskmark軟體，讀取測試中小檔64MB以IronWolf Pro最快，
512MiB以上的4K讀取大多是MG09平均較快，HC560在整體的表現都偏弱；
寫入測試分成三個群組，領先群以Exos X20平均表現最快，墊底群仍是
MG09最弱。

HDTune的File Benchmark選項以Block Size 512MB檔案長度為基準，設
定50MB、500MB、2000MB及4000MB，測試資料型態為Mixed。讀取測試中
不論是小檔50MB或是其它檔案容量都以7E10最快；寫入測試仍是以7E10
平均表現最好，MG09仍是最慢的。

TxBench隨機讀取的小檔或大檔讀取均是IronWolf Pro最快；寫入測試
小檔是Exos X20平均表現較好，MG09最弱。

QD4項目
Anvils軟體的讀取速率，MG09讀取速率領先別人，IronWolf Pro優於
Exos X20為第二名，HC550幾乎是單碟2TB架構最慢者；寫入速率仍然是
Exos系列包辦前幾名，以Exos X20平均表現最好，MG09再度墊底，Iron
Wolf Pro仍然受制於512e架構而次慢之。

QD16項目

Anvils軟體的讀取速率還是MG09遙遙領先，這回HC550/HC560總算有點
長進取得第二及第三名；寫入速率還是Exos X20表現最好，MG09墊底。

Q32T1項目

Crystal Diskmark軟體，讀取測試中小檔64MB以IonWolf Pro最快，其
餘較大檔案的讀取測試是IronWolf Pro與Exos表現平分秋色，7E10平
均表現最弱；寫入測試還是分成三群，7E10平均表現最佳擊敗Exos X20
而獲勝，MG09仍是最弱。

HDTune的File Benchmark選項以Block Size 512MB檔案長度為基準，設
定50MB、500MB、2000MB及4000MB，測試資料型態為Mixed。讀取測試中
小檔50MB以IronWolf Pro最快，稍大檔的讀取速率則是Exos X20較快；
寫入測試是7E10壓著大家打，直到大檔才掉下來。

TxBench的隨機讀取的不論是小檔或大檔都是IronWolf Pro最快，MG09
的大檔讀取速率偏弱；寫入測試以Exos X20平均表現最好，MG09偏弱。

QD64項目

AS SSD軟體裡，設定檔案為1GB，讀取速率最快是IronWolf Pro，Exos
X20與HC560同樣墊底；寫入速率意外的是非氦氣碟的7E10奪冠，Exos
X20/X18只能獲得第二、三名，MG09還是最弱。

(四)非壓縮環境，應用軟體整合測試：

AIDA64 Read Test Suite 1MB或8M環境，外圈或圈循序讀取速大多是
IronWolf Pro最快，Exos X20次之，MG09第三快。隨機讀取前兩名多由
Exos X20及MG09包辦，但是Buffer Read測試可以看到512MB快取的各廠
牌全都輸給Exos X18/X20。

Anvils的非壓縮環境，讀取分數因為MG09的循序讀取及部分的4K讀取測
試效能優異，無可挑剔地取得冠軍，Exos X18似乎是18TB容量以上的整
體讀取表現最慢的；寫入分數因為Exos系列整體表現較佳，Exos X20壓
倒性全勝，7E10在部分測試小勝Exos X18，但大檔就出現落後，MG09得
到最低的分數。將讀取及寫入分數加權後，Exos X20及X18分別是這套
軟體的前二高，MG09因寫入落後別人太多，總分還是多為最低分。

AS SSD裡設定檔案為1GB，Copy Benchmark測試項目，HC550是程式載入
及遊戲的最高分。觀察其耗時表現，HC550也是這兩項最快的。

AS SSD的讀寫分數比較，讀取分數由Exos X20及IronWolf Pro並列第
一，寫入分數由7E10獲勝，總分數由Exos X20最高分，7E10次之，X18
第三名。

PCMark 7得分以IronWolf 最高分，HC560最低分；原始得分反倒是Exos
X16最高分，HC560仍是最低分，其它細項測試就請直接看圖。

PCMark 8總得分是MG09最高分，頻寬則是Exos X16最佳，HC550/HC560
在這軟體測試中普遍落後其它大容量硬碟，其它細項測試請直接看圖。

PCMark 10採資料碟測試，總得分及頻寬是IronWolf 最高，還勝過其它
Exos系列，相反地，HC550得分最低，HC560得分次低。

(五)壓縮環境，應用軟體整合測試：

AJA 設定影片格式為3840*2146 4K RED HD解析度，編碼為16bit RGB。
扣除小檔因素外，大於1GB後的讀取或寫入速率以MG09表現較好，
IronWolf Pro表現不輸給Exos X20老大哥，HC550/HC560有點讓人失望。

(六)混合測試：

ATTO設定測試型態Overlapped I/O，佇列深度4 (QD4)模式，抓取64KB、
512MB、1GB、4GB、32GB的檔案容量，曲線直接貼出，讓各位一目瞭然。
此外，也抓出IOPS的圖形曲線，這樣就可以明顯看出與SSD差異性。若以
機械式硬碟來說，IOPS差異大概在4KB以前還有明顯差異，從8KB到64MB
的差異性相對有限。

IOPS

(七)存取時間測試：

AS SSD裡設定檔案大小為1GB，讀取存取時間是IronWolf Pro最快，所
有的企業碟全都輸給它；寫入存取時間是7E10最快，MG09最慢。

QD32測試項目，Parkdale設為Block 1M格式，隨機讀取以HC550或MG09
最耗時；隨機寫入是MG09一路落後到底，Exos X20平均表現最快。

PCMark 10採資料碟測試，HC550的耗時最久，HC560緊追其後，成為最慢
的兩個硬碟機，意外的是IronWolf Pro的耗時最短，表現最好。

測試至此，作個簡單的測試分類表：

循序相關讀寫比較概表

隨機相關讀寫比較概表

4K QD1相關讀寫比較概表

4K QD4至QD32相關讀寫比較概表

512B相關讀寫比較概表

32K相關讀寫比較概表

128K相關讀寫比較概表

應用程式相關讀寫比較概表

緩衝或Burst相關讀寫比較概表

存取時間相關讀寫比較概表

公布最後測試結果，若以單碟2TB或2.2TB為主的18-20TB大容量硬碟機
為主要測試選手，採用256MB快取的Exos系列一致地將採用512MB快取的
HC550、HC560或MG09，全部遠遠拋於遠處。而Exos 7E10甚至於還小贏
Exos X18。讓人傷感的是，不論是WD或Toshiba竟然都還輸給IronWolf
Pro，這對512MB快取記憶體架構而言，有點輸的非常難堪。

若將所有Burst Speed因素拿掉，領先群排名及差距變化不大。但是落
後群的HC550僥倖小贏過MG09，避開了拿掉雙輸王的窘況。

最後將16TB容量級距再納入一起作評比，讓目前16TB至20TB級距評比更
完整。還是一樣的結果，因為Exos系列不論是循序或4K讀寫較均衡的設
定調校，領先群仍是Seagate Exos系列，Exos X18的16TB取代7E10居於
亞軍。IronWolf Pro的結果還是讓人刮目相看，雖然輸給Exos系列，且
部分的寫入效能不佳，卻仍然狂電其它廠牌的大容量CMR/PMR硬碟機。

測完這一系列後，感覺隨著硬碟的單碟容量演進讓整體硬碟容量快速增
加，即使HC570即將上市，目前的硬碟廠商似乎僅剩Seagate還願意在4K
讀寫有所著墨，另外兩家品牌的產品，或許可以說幾乎放棄對4K效能的
改善。雖然說雲端或企業運用，可能讓4K讀寫被SSD取代，在大容量SSD
還無法完全取代大容量硬碟機時，太早放棄4K效能的維護，對我個人而
言可能還無法接受。

Toshiba MG09這款型號，即便到了最大容量的18TB，部分環境的寫入低
落情況始終未解，若說其較偏向於NAS碟或許不為過，可是印象中的NAS
碟應該不是只強調讀取快吧？若很多小圖檔透過網路寫入時，這時的寫
入速度可能會讓我等不下去。

以上不專業之簡單測試到此結束，下台一鞠躬，一切的批評希望廠
商能見諒，本文不作筆戰用，若有指教歡迎大家一起來討論。

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