我的智能家居 篇一:常见NAS存储专用硬盘横评

常常有朋友问我:NAS硬盘是干什么用的,监控硬盘干什么用的,企业级硬盘干什么用的。如果要给自己的NAS添加硬盘,那么应该选择那些型号呢?

购买理由

SATA硬盘等级划分常见—— 注意,这是SATA硬盘,SAS硬盘的重要指标比如热拔插,双端口SAS 6G/12Gbps,URE<1x10-15一般用户意义不大(其实指标越高越好,但是sas盘太贵容量太小只能做关键业务和数据库使用,一般用户甚至私有云网盘都还是选sata硬盘作为大容量近线存储用途。),这里就不做讨论了。< p="">

移动存储用硬盘:成品移动硬盘内置硬盘,例如希捷移动硬盘型号尾数为DM000,WD移动硬盘干脆就是集成盘上USB接口的,其他牌子的移动硬盘没拆过。

桌面硬盘:

有普通桌面和高性能桌面两种,希捷型号尾数为DM001,WD蓝盘,黑盘系列,东芝P300系列。

监控硬盘:

视频监控,要求持续不间断的写入,支持多视频流写入。

NAS硬盘:

NAS硬盘,相比起桌面硬盘来说,适合7x24通电无间断运行。然后是转速在5400rpm下兼顾读写完全静音和高性能数据吞吐量,保持晚上不用关也保持安静不影响睡觉。针对NAS进行2方面的优化,首先是RAID阵列动平衡振动补偿,这样就算4~5盘并排组成RAID阵列的时候,而不会因为彼此共振互相影响读写。其次是支持TLER技术。NAS用硬盘建议具备TLER技术支持,这样才比较适合用在NAS上面以RAID阵列进行并行读写工作。

TLER=Time-Limited Error Recovery (限时错误校正功能)的缩写,普通的桌面硬盘(不带TLER),如果读到盘面上有个数据块读不出来,就会尝试连续读取这个数据块30秒-1分钟(这时表现为硬盘灯常亮,蛤喇蛤喇蛤喇的响,同时伴随的Windows资源管理器无反应),超过时间还读不出来,就标记这个数据块为坏道,封存再也不用。在这30秒-1分钟的尝试读取时间内,硬盘对于外界属于无响应的情况,这就是你有时候打开资源管理器却显示失去响应的原因。而大部分硬件RAID阵列系统,在硬盘失去响应3-5秒后,就会判定此硬盘故障,将其从阵列中踢出去。这样的话,明明一个只是有小坏道的硬盘,却因为在30秒-1分钟的尝试时间内失去响应,被阵列踢出。重建阵列的麻烦不说,而且在重建期间如果有盘真的坏了,你的数据就悲剧了。 所以NAS专用硬盘、企业级硬盘都有TLER,TLER的作用就是:当硬盘读到一个数据块读不出来,只是尝试读取3-5秒(这个时间限制可以在固件里设置的),再读不出来就立刻标记此区块为坏道,并向RAID阵列报告,从其他冗余盘中读取数据重建这一小部分的阵列数据。TLER大大降低了RAID阵列的掉盘率,提高了可靠性和稳定性。

虽然很多厂商没有专门宣传,但是跟PO主的使用经验,静音是NAS硬盘的另外一个明显特征,NAS硬盘读写往往没有磁头的咳嗽声,仅有主轴电机“嗡嗡嗡”的低频噪音。毕竟家用NAS的安装环境多是家里客厅和书房,所以保持工作静音是非常重要的。

企业级SATA硬盘:

企业级SATA硬盘可以认为是7200转的NAS硬盘威力加强版,再加上深度工作队列,盘片动平衡,精确定位,这些功能特性对于普通用户来说不太接地气,宣传得比较虚一点。实际的还是7200转高速高性能,7x24x365的全年重负荷量读写,平均无故障时间MTBF>250万小时等等。但是对于普通用户来说最直观的感受还是“吵”。话说企业级SATA硬盘工作中4K随机读写噪音那真不是一般的吵,是可以压过正在观看《快乐大本营》电视伴音的吵啊。

硬盘黑科技

前面说了NAS硬盘的TLER=Time-Limited Error Recovery (限时错误校正功能)。其实硬盘还有一些其他黑科技。

PMR(垂直记录)最后的高性能记录

磁记录技术演进路线预定为PMR(垂直记录)——>PMR+(TDMR/SMR)—>HAMR(热辅助TDMR/SMR)——>BPMR+——>HDMR。看起来很复杂,其实这样说PMR类似于MLC技术,SMR类似于TLC,HAMR类似于TLC+3DNAND堆叠工艺……总之目的就是存储越来越多的数据,但是写入速度越来越慢——因为多bit数据读写反复翻转磁极折叠编码调制费时。

充氦封装技术

简单地说,空气填充硬盘5碟为止,最大容量5~6TB就已经是极限;为了制造出6TB硬盘,厂家开始使用氦气填充,8TB/10TB硬盘则必须用氦气填充封装才能够制造出来。

氦气填充硬盘就是将用于硬盘填充的空气换为了氦气,由于氦气密度非常低,而且比空气更能创造一个稳定的环境。氦气硬盘主要在两个方面有优势,首先是填充氦气的硬盘盘片可以做的更薄,厚度相同,传统硬盘现在可以装下5片磁碟,但是充氦气的硬盘现在虽然是第一代,但是已经能盛下7片磁碟。5碟到7碟的升级使得氦气硬盘的容量可以做到6TB,相信随着技术的不断发展,将来会有更大容量的氦气硬盘发布;除了装进更多的盘片,氦气硬盘还有利于降低硬盘的功耗。这个优势主要来源于氦气低密度的特性,由于密度较低,硬盘在转动过程中受到的阻力也会小很多。

氦气填充硬盘的好处包括 1,制造出更大容量的硬盘;2、降低工作发热量,7碟的氦气硬盘甚至比4~5碟封装的空气硬盘温度还低。3、降低功耗;4、降低工作噪音。

测试硬盘

西部数据WD80EFZX 红盘 8TB

西部数据(WD)红盘 8TB SATA6Gb/s 128Mb 台式机硬盘(WD80EFZX)2999元静音,TLER(限时错误校正功能),7x24小时运作,充氦黑科技,6盘封装,单碟容量1.33TB,好价在2499,2999别买。京东去购买

 西部数据NAS红盘8TB。其硬件规格如下:

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从6TB到8TB甚至是10TB别看只是简单的容量增加2TB,在达到8TB高容量多碟片的设计下,盘片之间的间距距越來越小,为了可以在同样的高度下塞下更多碟片,西部数据开始采用氦气填充技术,氦气的密度只有空气的1/7,填充氦气后,可减少转动震动,并允许进一步缩小碟片间距(可增加更多盘片),还可以降低耗电量和降低运行温度。

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红盘定位属于NAS硬盘,相比起桌面硬盘来说,适合7x24通电无间断运行。西部数据NAS红盘最大的优势在于IntelliPower,转速在5400rpm下兼顾读写完全静音和高性能数据吞吐量,保持晚上不用关也保持安静不影响睡觉。NASWare 3.0主控固件,针对NAS进行的优化。

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NAS的硬盘的安静体现在极限情况——例如Windows磁盘整理,4K读写测试,200M甚至更高的宽带P2P下载,这时候基本上是硬盘最吵的时候。NAS硬盘此时已然没有爆豆子一样的密集读写声,而一般的7200已经开始喀拉喀拉,7200转企业级硬盘则要直接起飞了。

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相对来说封装了6个盘片,西部数据红盘8TB盘片旋转的时候低频嗡嗡噪音是有一点的。

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性能测试

CrystalDisk Mark

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HD Tune Pro 5.6 读取

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HD Tune Pro 5.6 写入

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TxBench

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RAW Mode

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File Mode

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西部数据WD40EFRX 红盘 4TB

这款硬盘跟上面的西部数据红盘8TB指标全面缩水——没充氦,封装碟片4,单碟容量1TB,缓存64M。

西部数据(WD)红盘 4TB SATA6Gb/s 64M 台式机硬盘(WD40EFRX)999元静音,TLER(限时错误校正功能),7x24小时运作,最早跌破999的NAS硬盘,15年就可以做到950特价,不过根据各自网友情报(包括PO主购买自用的2块),返修率偏高京东去购买

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这是款有点走背字的NAS硬盘,虽然15年早早就击破900元价格底限,但是最后风评京东货的返修率并不理想,我在使用了整整一年,大约通电7200小时后出现了C5坏道。

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当然,NAS红盘依然是主打安静牌。

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性能测试

CrystalDisk Mark

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HD Tune Pro

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TxBench

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PCMark 8 Storage

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希捷(SEAGATE)酷鱼PRO BaraCude PRO ST10000DM0004

这个盘怎么说评价?除了没有7x24的企业级定位,其他指标都登峰造极,包括价格。

希捷(SEAGATE)酷鱼系列 10TB 7200转256M SATA3 台式机硬盘(ST10000DM0004)4199元最大容量的PMR垂直记录硬盘,单碟容量1.43TB,充氦黑科技,国行5年保修。京东去购买

7200rpm转速,配置256MB的DRAM缓存,耗电量为6.8W,超过220MB/s持续传输速率。

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采用七碟装且使用氦气填充技术,单碟容量1.5TB,屏蔽最内道的慢速磁道,每张碟片实际使用1.43T容量。

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同时内置14个读取/写入磁头,添加的PowerChoice技术可提供更高的能效以及对硬盘耗用电量的控制,提供了5年的质保服务,可以说对这款硬盘质量相当的给力!

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满满的7碟封装,导致这个盘整个铝合金外壳都没有凹陷的部分(普通硬盘你外壳观察一下,都是凹进去的槽和加强筋)

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而它都是平的——平的——平……

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噪音水平

电机旋转噪音甚至比西部数据红盘还低一点点

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读取的时候开始“咳咳”的声音,毕竟是7200转加上史无前例的14组磁头,动起来噪音动静还是要更大一点的。

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性能测试

CrystalDisk Mark

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机械硬盘的PMR垂直记录单碟容量巅峰性能(SMR叠瓦式磁记录虽然单碟容量更高,但是会导致写入性能严重下降)

HD Tune Pro

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唯一一块读写双双突破230M大关的机械硬盘,跟SSD比起来还差不少的距离。

TxBench

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RAW Mode

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File Mode

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PCMark 8

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希捷(SEAGATE)酷狼IronWolf 4TB ST4000VN008

希捷酷狼给我的最深刻印象就是安静。

希捷(SEAGATE)酷狼系列 4TB 5900转64M SATA3 网络储存(NAS)硬盘(ST4000VN008)1299元静音,7x24运作,智能阵列共振旋转补偿京东去购买

这是唯一通电的时候经过噪音计测量记录还是无声无息的硬盘选手。

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如果没有读写操作,它就是没有可觉察的主轴电机噪音。

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可惜价格比西部数据红盘同等容量稍微贵一点点。

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希捷酷狼配备了AgileArray,专为NAS应用优化,主要是提升了使用中震动检测的敏感度,以为对于这类可能7×24小时应用的硬盘,多盘共振和意外震动对其的影响是非常大的。

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酷狼跟西部数据红盘类似,优化了RAID,具备错误恢复控制功能,叫ERC技术。

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先进的电源管理为NAS节能,转速为5900转。希捷酷狼更胜一筹的特性是其多用户读写技术(其实这就是企业级硬盘的深度操作队列),可以提供年均180TB的工作负载率(厂家承诺工作负载数据,其实主要是供招投标用的,看看就好)。

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性能测试

希捷酷狼4TB性能优化不错,读写都超过了190MB/s,仅仅低于2款7200转硬盘。

CrystalDisk Mark

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HD Tune Pro

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TxBench

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RAW Mode

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File Mode

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PCMark 8 Storage

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东芝 TOSHIBA MG04ACA500A 5TB

如果说有什么硬盘我最想卖掉,那就是它了!这块东芝企业级5TB是空气填充5盘片,7200转。

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东芝的企业级硬盘据说生产线来自富士通,但是明显静音技术不怎么样。现在逐步停产被6TB代替,只有淘宝链接就不上了。

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通电待机和常规读取状态,它非常的克制收敛,乍一看噪音水平和希捷酷鱼PRO差不多。

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它最大的特点就是全力写入的时候磁头噪音惊天动地,能够盖过电视机,盖过大妈的广场舞。比如做个计划任务磁盘整理,半夜我睡着了突然被客厅一阵惊天动地的骚动惊醒,哦,原来是NAS计划任务的磁盘整理开始了……

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天雷滚滚啊,完全不适合放在家用NAS里面。所以无论是西部数据黑盘,金盘,还是HGST和东芝的企业级硬盘,奔着性能买的盆友你们可得想好了,如果你家没有独立房间放置NAS,放在客厅或书房里,真的能忍受这样大的噪音吗?我的智能家居 篇一:常见NAS存储专用硬盘横评 小心读写起来吓到家里人~~

性能测试

这盘性能也是刚刚的,虽然被酷鱼PRO 10TB实力碾压,但是超过其他全部参赛选手,毕竟价格还要三分之一。

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CrystalDisk Mark

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HD Tune Pro

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TxBench

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PCMark 8 Storage

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葵花宝典——移动硬盘拆盘 希捷 ST5000DM000

欲练神功,挥刀自宫,我曾经还尝试过从美亚海淘的移动硬盘中拆出希捷 ST5000DM000硬盘来做NAS存储使用。

我的智能家居 篇一:常见NAS存储专用硬盘横评

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但是这玩意放弃了保修,后来还是觉得不放心,又卖掉了。

存储方面的冷知识——RAID0/RAID5的硬盘URE“黑洞”

经过亲自测试8TBx3 RAID5阵列,亲测DS1517+ 8TBx3磁盘RAID5阵列重构时间为大于6天。而且因为总容量到达了14.7TB,导致满足触发了硬盘URE“黑洞”的可能性大大增加。

RAID0和超大容量的RAID5重构过程都不是安全,造成的原因是消费级硬盘的URE或者叫“不可恢复性读取错误”的指标保持在<1x10-14水平。

这意味着每12.5tb的数据就可能出现一个错误。

对于一个由4个4T硬盘组成的raid5系统(或raidz系统)当一块硬盘完全损坏时,有接近100%的几率会遇到一个比特的数据出错。对于大部分的raid控制器来说这意味着重建失败。也就是说只要有一块硬盘损坏就可以认为raid系统已经损坏,可以准备数据救援了(当然先得再准备至少3块4T硬盘)。

如果使用10^-15的企业盘或西数的RED pro仍然会有约10%的几率重建出错。相比它们高昂的价格这样的结果实在无法让人满意。

如果需要达成更高的可靠性应该使用raid6 或者 raidz2 或者3向镜像。在损失一块硬盘的情况下,再次在两个硬盘上同位置出现数据错误的可能性是很低的。

注意这个错误不是坏道造成的,所以你无法通过SMART感知这个错误。然而超过12.5TB容量的RAID5的阵列重构机制强制对全盘数据进行CRC校验,校验的结果就这个有极大概率出现在12.5TB容量以上的数据读取中的URE错误会导致判断阵列读取出错,几乎100%会导致系统判定RAID5重构失败。

所以不建议在存储系统上使用消费级(含企业级SATA)硬盘进行RAID5阵列,而Intel S3610等企业级SSD的URE高达<1x10-17次方,比消费级硬盘可靠性高100倍,raid5阵列重构出错概率>1% vs >99%。

所以PO主都是使用单盘存储数据,利用群晖的CloudStation和Hyper Backup备份功能,合理的对重要数据进行定期多盘多位置备份,在家用环境下,这样比RAID更适合更安全,管理起来也更方便。

参考文献:

消费级硬盘raid5的实际可靠性不如单盘  via PCEVA

Empirical Measurements of Disk Failure Rates and Error Rates  via Microsoft

Has RAID5 stopped working? via ZDNet

Unrecoverable read errors and RAID5 via

This can not be stressed strongly enough. There is never a case when RAID5 is the best choice

Why RAID-5 Stops Working in 2009 – Not Necessarily

总结

基本上家用NAS硬盘倾向于安静的默默工作,所以最后PO主打算剔除掉那些巨吵无比的高性能企业级硬盘,它们实在是不适合作为家庭NAS使用。而NAS硬盘定位中中比较,不考虑价格差异,我认为希捷酷狼性能和噪音控制更优秀一点。考虑西部数据红盘京东上开车价更多的话,哇哈哈哈你们懂的我的智能家居 篇一:常见NAS存储专用硬盘横评 。

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