【開箱簡測】WD Ultrastar DC HC560 20TB 7200轉 SATA 6Gb/s 氦氣封裝硬碟效能簡測 (圖多)

Day_knight

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2021年WD/Seagate宣布推出20TB的CMR大容量企業碟時,當時的單碟磁
密容量原本國外的媒體報導內容,大多傾向是單碟2TB的架構。Seagate
Exos X20如媒體所述,採單碟2TB密度的容量,以10碟組成20TB的容量
也讓原本企業碟大容量硬碟的多數採9碟片裝設計被打破。


WD發展的方向似乎與Seagate有所不同,雖然沿用了HC550系列的EAMR
及TSA技術,也採用了大容量CMR目前慣用的氦氣封裝。與Exos X20最
大的不同在於仍維持9碟片架構。如此一來也將單碟密度的容量推升到
2.2TB。為了達到這個9碟片傳統封裝的規格,WD運用的正是OptiNAND
技術。
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OptiNAND技術在2021年8月底的HDDReimagine 大會中首次公開,希望
藉此打造突破傳統儲存技術的快閃記憶體架構,透過整合iNAND嵌入式
記憶體與硬碟結合為一,進一步最佳化硬碟功能。將為超大規模雲端、
雲端服務供應商、企業、智慧影像監控合作夥伴、NAS供應商等客戶,
提供一個可滿足增長的資料儲存需求、效能和可靠性解決方案。
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從上面的官方文件中,可以看到對OptiNAND或iNAND技術著重於:

(1)容量:硬碟運行效率提升,搭配特制化設計的韌體演算法可進一步
利用載入到iNAND的元數據(Metadata),藉此增加磁軌數
目來提升碟片密度。

(2)效能:透過專利調整技術在韌體運行上,減少相鄰磁軌干擾的更新
範圍和寫入快取模式下清除快取的次數,改進硬碟延遲率。

(3)可靠性:WD垂直整合在快閃記憶體架構硬碟的供應、設計、開發、
測試和驗證,提供客戶可信賴的硬碟。緊急斷電情況時將比
傳統硬碟保留約50倍以上的資料。

換言之,OptiNAND或iNAND技術不是在增加寫入的速度,而是提供讀取
與磁密的最佳化調整。


當WD公開了這些技術後,就在2021年第四季推出搭載OptiNAND快閃記憶
體架構的9碟片20TB ePMR硬碟,即Ultrastar DC HC560或WD Gold。


初看到HC560的中文版宣傳稿,感覺跟HC550沒太大的差別。對於新技術
的說明著墨不多,似乎仍偏重於5年/250萬小時的保固。
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WD Ultrastar DC HC560與WD GOLD系列,雖然採取同樣的架構,惟兩者
除了GOLD系列強調安靜外,另一個最大的差異在於GOLD系列僅提供512e
傳統格式,但Ultrastar HC550/560均同時提供512e/4Kn兩種格式。當
消費者想要切換成4Kn格式時,與Seagate Exos X16~X20一樣,需下載
官方工具自行重新格式化後切換,這也是為何這回不買GOLD的原因。
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官方說明書特別強調,採取512e格式或是4Kn格式,總容量仍然不變。
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HC560系列的單碟密度為2244Kbpi,換算約為2.2TB。與HC550一樣維持
快取容量512MB,最大持續傳輸率為269 MB/s或257 MiB/s。並未因單
碟密度增加讓傳輸率有所提升,這點與Seagate Exos有點不太一樣。
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平均延遲仍維持在4.16ms,未因單碟密度增加有所縮減改善,仍維持轉
速在7200 RPM。
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若要將Ultrastar DC HC550/560從512e格式轉換為4Kn格式,需自官方
下載Hugo這套工具軟體,目前版本編號為7.26。
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以下為國外網站的更新教學網站截圖,版權屬於國外網友所有,若有不
妥時,將會隨時刪除。
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以下利用手機簡單拍照,若有傷眼處,敬請見諒。


原本是想問問有無海外版,問了幾間都回覆海外目前供貨量不大,到貨
期不確定,或是價差與HC550 16TB無明顯的大。考慮到20TB的保固性,
這回改買國內代理商版。


與國外彩盒版相比,國內代理商彩盒版突然覺得好單薄,正面僅標示產
品系列及5年保固。
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背面維持國內代理商近期透明窗格包裝風格,代理商標籤貼紙於封口處。
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側邊是代理商保固說明及送件地點,這間代理商強調,加入會員後,買
WD硬碟可享到府收送。
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內包裝還是一樣,硬殼透明膠殼包裝。這時還是要跳出來抱怨一下,對
岸賣的大容量硬碟,先不管價差因素,至少人家還附上SATA線及固定螺
絲,我們的代理商包裝從以前的氣泡袋變成膠盒包裝後,就什麼都沒額
外再多給消費者。。。。。。。
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硬碟正面風格,延續HC520以來的設計。上方標籤說明是泰國廠製造,
出廠日期為2022年1月底,韌體版本為107版,也特別標示電流所需。
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底部電路板所佔面積於HC550差異不大,雖然是9碟片包裝,底部與電路
板所相當平等,外殼設計維持偏圓弧收邊。
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硬碟側邊還是兩孔固定,需留意機殼或抽取盒是否支援。
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接頭處也是維持HC550的風格,與Seagate不同的是,接頭上方處採非平
整設計,也不知這樣的設計有啥特殊作用。
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標準的SATA電源及資料接頭,旁邊應該是工程用PIN腳。因為不想破壞
保固,就不拆下電路板研究。
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開箱結束,上機去。


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: WD Ultrastar DC HC560 20TB 7200轉 SATA 6Gb/s
Case: Corsair 7000D
OS: Windows 10 Enterprise 21H2 64-bit
Driver: Intel Optane Memory v18.31.5.1038


Intel Optane Memory & Soreage Manager主畫面顯示格式化後可用實際
容量為18627GB,傳輸速率為SATA 6Gb/s。
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AIDA64的裝置管理員還是顯示它是16磁頭。
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CrystalDiskinfo看到HDD型號,支援NCQ及APM,剛上機溫度為攝氏28度。
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一般室溫無直接散熱的密閉機殼中,連續高度負載測試的最高溫度攝氏43度。
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AIDA64 Read Test Suite,設定檔案容量為1MB及8MB測試。
隨機讀取速率約221~233MB/s,循序讀取讀最外圈速率為261MB/s。
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AJA 設定影片格式為3840*2160 4K RED HD解析度,編碼為16bit RGB,
從256MB~64GB全測一輪,抓取幾項結果。讀取速率約255~266MB/s、寫
入速率261~272MB/s。
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Anvil's Storage Utilities設為Compress 100%(Incompressible模式
),勾選Write-Thru選項,從1GB~32GB全測一輪,抓取幾項結果。

循序及128K讀寫速率都算穩定,4K相關讀寫速率還是略低於競爭廠商。
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AS SSD設定檔案大小為1GB,並測試Copy Benchmark。

循序讀寫速率約260/262 MB/s,4K QD1讀取204 iops,4K QD1寫入1785iops。
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Copy Benchmark 測試:ISO讀取速率736MB/s、程式載入速率約317MB/s。
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ATTO Diskbenchmark設定檔案長度為64K、64MB、256MB、512MB、1GB、
2GB、4GB及32GB,設為Overlapped I/O,佇列深度4 (QD4)模式測試。

循序讀取速率最快約268MB/s、循序寫入速率最快269MB/s。
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CrystalDisk v8.0.4採Default,測試64MiB、512MiB、1GiB、2GiB、
4Gib、8GiB、16GiB及64GiB。

Seq Q1T1循序讀取速率落在251~285MB/s、寫入速率120~282MB/s。
4K Q1T1讀取速率0.69~1.47MB/s、寫入速率2.40~10.25MB/s。
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混合讀寫效能模式下的結果。
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真實世界環境的混合讀寫測試結果。
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空碟環境,透過ezIOmeter測出的循序讀/寫平均速率約為269/268MB/s,
延遲率就沒像官方說的那麼漂亮。
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HDTune v5.75設定檔案容量為8MB,各測試選項結果值如下圖。

循序讀寫測試項目
讀取曲線由外圈最高速的287MB/s一路降到內圈的135MB/s,平均讀取速
率228MB/s;寫入曲線由外圈最高速282MB/s一路降到內圈的124MB/s,
平均寫入速率220MB/s。
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隨機讀寫測試項目,讀取效能相對較平均,寫入效能部分輸給讀取。
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額外讀寫測試項目,快取讀寫曲線與HC550很貼近。
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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。
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HD-Tach RW 讀寫效能測試,針對8mb(Quick Zone)及32mb(Long Zone)測試。

8mb(Quick Zone):平均讀取速率292MB/s、平均寫入速率105MB/s。
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32mb(Long Zone):平均讀取速率288MB/s、平均寫入速率179MB/s。
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Inhouse Diskbench讀寫測試,循序讀取速率279MB/s、循序寫入277MB/s。
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PCMark 8測試:分數2968,頻寬為14.53MB/s。
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PCMark 10資料碟模式進行測試:得分數為418,頻寬為71MB/s。
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TxBench設為Random模式,分別測試64MB、512MB、4GB及32GB。
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將一個80GB容量從980 PRO複製到HC560 20TB來觀察寫入速率變化。除了
偶爾掉到低於260MB/s傳輸率外,多數時間的傳輸率介於260~270MB/s。
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測試至此,作個簡單的測試結論:


優點
1. 部分短程軟體測試,循序讀取或寫入速率部分超過或逼近官方標示值。
2. 與HC550相比,磁碟密度提高還是有帶來一定的效能提升。
3. 循序讀寫時的讀寫臂運轉聲音還算小聲(個人感受)。
4. 相較於WD GOLD同門兄弟,同時提供512e及4Kn格式,提高了使用彈性。
5. 與同容量它廠的企業碟相比,還是有一點小小價格優勢。
6. 原廠提供五年保固。



缺點
1. 部分小檔連續讀取或寫入速率似乎未善用其大緩衝記憶體,整體表現偏慢
(不確定是單一因素或是整體都會發生)。
2. 4K讀/寫速率雖比HC550有進步,但進步幅度有限。
3. 密集的4K讀寫時還可以聽到略大聲的讀寫臂運作聲音,音量感受因人而異。
4. 側邊僅兩孔螺絲固定,對於部分機殼或抽取盒有可能會無法完全固定。
5. 運作最高溫度略高於HC550,若在擁擠的機架環境仍需留意散熱。
6. 國內代理商售價仍偏高,未像海外版還提供SATA線材或固定螺絲等額外福利。



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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hodxer

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對這個硬碟,我最好奇的就是所謂的Optinand帶來的改變。
不過很遺憾的,看原PO這樣一輪測試下來,我感覺好像跟18TB的HC550沒多大區別啊?
 

Day_knight

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對這個硬碟,我最好奇的就是所謂的Optinand帶來的改變。
不過很遺憾的,看原PO這樣一輪測試下來,我感覺好像跟18TB的HC550沒多大區別啊?
基本上OptiNAND是減少密度增加造成的影響,創造出來的新說法。
本質上的效能跟HC550的確沒差太多,但是HC550就只到18TB,
若要20TB容量就一定要HC560,這是不爭的事實。

這情況就跟當年Exos X18剛邁入單碟2TB時的效能增加不大,等到
X20才有明顯效能改善。我覺得WD還是沒有充分利用OptiNAND的
官方規格,或許它才是下一代HAMR的解決方案重要源頭吧。
 
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