帮我选择:硬盘和固态硬盘

作为企业系统用户,您最关心的是数据的安全性和存储这些数据的介质的可靠性。

戴尔会先对其企业级硬盘和固态硬盘产品执行严格的验证流程,然后才考虑是否将它们加入戴尔的服务器和存储系统系列。性能、工作负荷、平均故障间隔时间(MTBF)和旋转震动对于企业级环境至关重要,因此戴尔在这些方面制定了极为苛刻的硬盘规格要求。我们的硬盘必须符合这些严格的要求,才会提供给客户使用。

性能和成本会因不同的硬盘和固态硬盘产品而有所差异。请参阅下面的各个选项卡来评估应用程序会受到的影响。

硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)种类繁多,旨在满足不同企业客户的需求。其中包括:

SAS和SATA固态硬盘:
快速存储介质,适用于随机IO

10K和15K SAS硬盘:
具有较高的性能和可用性,适用于性能优化型应用程序

7.2K SAS和SATA硬盘:具有高容量和优异的每GB成本,适用于容量优化型应用程序

入门级硬盘:较便宜的硬盘,适用于硬盘使用率低且硬盘总数有限的应用程序。鉴于其使用限制,只有少数系统和配置采用这类硬盘。

ISE – Instant Scramble Erase(即时加密擦除),在第14代服务器中作为标准选项提供的新功能

  • 行业标准文档使用词语“cryptographic”(加密)或“crypto”(加密)。在非正式环境下,人们使用“instant erase”(即时擦除)、“instant secure erase”(即时安全擦除)和“instant scramble erase”(即时加密擦除)等词语。出于停用或再利用功能(系统或阵列)的目的,可以根据需要使用第14代服务器中的功能从硬盘(HDD)和固态硬盘(SSD)中永久地擦除客户内容。
  • 硬盘数据擦除类别划分如下:
    • 改写 – 通过在硬盘中写入0进行擦除(所需时间取决于驱动器容量大小)。
    • 加密 – 使用硬盘支持的加密方式进行擦除。ISE硬盘使用内置介质加密引擎和内部数据密钥自动对数据进行加密。这种类型的驱动器支持T10或T13加密清除命令(戴尔称之为“Instant Scramble Erase”[即时加密擦除])功能,但是不支持TCG功能。
  • ISE的工作原理:毫无疑问,如果您想要这样做,现在就可以轻松地使驱动器上的所有数据都不可使用。您告诉驱动器永久丢弃隐藏的内部介质加密密钥,自动生成一个不相关的新密钥,然后开始将新密钥与内部加密/解密引擎一起使用。之后,介质上的数据将不再可用(“已加密”)。驱动器现在使用新的内部介质加密密钥进行透明加密和解密。这就是ISE的工作原理
  • ISE的优点:
      • 速度 – 对比在4 TB硬盘中进行8小时或更长时间的单通道全磁盘写入,执行速度更快。
      • 一致性 – 加密时间与硬盘的存储容量无关
      • 简易性 - 使用标准命令;无需使用专门的安全命令协议
      • 彻底性 – 重新分配的逻辑块的物理位置也会加密(在极少情况下,可以从这些“坏”位置恢复数据)。“擦除”硬盘(多次改写整个驱动器)的下一个妥善做法无法触及这些物理位置。
      • 赢得用户信任 – 一旦了解ISE的工作原理以及强大的256位AES加密如何保护数据,客户可能更愿意返修驱动器进行FA(故障分析)
      • 再利用 – 可以快速回收驱动器,在数据中心另作他用,而且不会残留以前使用的数据

适用于戴尔企业服务器和存储产品的硬盘有多种类型,包括任务关键型(10K和15K)、性能优化型、业务关键型(7.2K)、容量优化型。

一般而言,这些应用程序中使用的任务关键型(MC)或性能优化型硬盘(10K和15K SAS)需要较高的可靠性和性能,并且仅在2.5"小外形规格中提供。业务关键型(BC)硬盘(又称为容量优化型硬盘)(7200近线SAS和SATA)可提供更大的容量,但与任务关键型硬盘相比,可靠性和性能较低。它们仅在2.5"小外形规格和3.5"大外形规格中提供。硬盘行业正在发生根本性的转变。一个基本单位的数据(硬盘上的一个扇区)的标准大小从512字节变为了4 K字节。幸运的是,我们可以通过多种方式来保持512字节扇区大小,以便两者在未来可用。以下是一些有关该添加及用户应考虑因素的信息:

  • 对于基于客户的硬盘来说,硬盘公司的迁移工作从2009年底开始,在2010年加快了进程,到了2011年已发展成主流,扇区大小从传统的512字节逐步变为更大、更高效的4,096字节(通常称为4 K扇区),现在IDEMA(国际硬盘设备与材料协会)更是称之为高级格式。企业级硬盘也开始转向这一格式,但采用进程较慢。第一个高级格式的企业级硬盘在2012年面市,到了2013年开始限量发行,而从2014年开始,在更大范围内公开发行这种硬盘。
  • 几十年来,客户一直使用的都是基于512字节(512n)构建的应用程序和操作系统/文件系统。此次向4 K字节扇区大小的转变势必会影响到这些软件栈并产生额外的验证工作,过渡过程中还有可能造成软件结构变化。采用这种4 K格式需要创建更高容量的新型硬盘。考虑到客户可能不会立即接受此类改变,我们为这种硬盘创建了仿真模型,仿真硬盘采用4 K技术构建而成,但允许在接口处进行512字节寻址和传输。这种硬盘称为512e。
  • 下表描述了这些概念:

格式类型

每个扇区的字节数值

每个物理扇区的字节数值

512n

512

512

512e

512

4,096

4Kn

4,096

4,096



  • 现代计算系统的许多方面继续假设扇区总是512字节。戴尔硬盘产品中包括512n硬盘、512e硬盘以及4Kn格式的硬盘。512n格式适用于愿意延用过去惯用的同种硬盘类型的客户。512e硬盘可为容量不适合采用512n格式的客户提供512字节扇区大小。4Kn格式的硬盘适用于愿意采用全新的大容量硬盘以及随时做好准备迎接硬盘行业未来发展的客户。请注意,512字节/扇区寻址在未来若干年将继续作为受认可和支持的格式。4Kn格式的共享硬盘目前可能仍然是较新、较高容量的小型硬盘,并且根据路线图,今后也将采用512e扇区格式。


在第13代和第14代服务器中作为新产品推出性能更高的512e硬盘

  • 在2017年4月下旬,戴尔推出了全新2.5"外形规格900 GB 15K 512e 12 Gbps SAS硬盘,除了此系列中标配的高级写入高速缓存,还带有增强高速缓存,以提高读取性能。TurboBoost™(Seagate Inc的商标)增强高速缓存是Seagate对标准企业级性能硬盘设计(10K和15K RPM旋转速度)的重大性能改进。这款全新512e硬盘集成少量eMLC NAND作为高速缓存,通过减少延迟显著缩短可预测的响应时间。TurboBoost通常可以带来双重优势,而不用混合不同的硬盘和固态硬盘来构建存储解决方案。TurboBoost至少可以通过大幅提高热数据(主机最常请求的数据)的可用性并显著缩短IOPS响应时间,提高整体工作效率。
    • 热数据从磁性介质复制到NAND高速缓存。之后主机再请求此类数据时,能够以远超旋转磁性盘片(介质/磁盘)的速度从闪存提供数据。随着高速缓存逐渐填满,将从NAND中淘汰热度最低的文件,为更多数据腾出空间,同时在需要时仍然可从磁盘介质访问原始文件。如果采用TurboBoost技术,传统硬盘读取过程中的寻道和旋转延迟部分通常会消失,因为当数据位于NAND中时,无需浏览旋转介质。
  • 增强高速缓存硬盘的优势因应用程序而异 - 工作负载越大,效果越显著。非常适合构建新的高性能服务器,快速地管理多项交易,或者插入式更换,因为该功能一直处于活动状态并且不需要主机提供任何支持。
    • 虚拟桌面基础架构(VDI)
    • 在线事务处理(OLTP)
    • Web服务器
    • 小型数据库查询
    • Exchange工作负载
    • 随机读/写任务

有关每种硬盘容量的样例性能结果的详情,请查看此比较文档 (英文版)。

戴尔提供了不同的固态硬盘(SSD)解决方案,以满足不同客户的需求。企业级固态硬盘在可靠性、性能和架构方面都优于基于客户的或消费级固态硬盘。消费级固态硬盘(例如笔记本中采用的硬盘)的设计侧重于消费类工作负载、坚固性和电池续航时间,而企业级固态硬盘则围绕企业级应用程序I/O(输入/输出)要求而设计,专注于随机I/O性能、可靠性和突然断电期间的数据保护能力。

了解企业级固态硬盘的基础知识能帮助客户在比较解决方案时做出明智的决策:

超量配置:固态硬盘的弱点是其写入性能不高。要重新写入固态硬盘中已写入数据的一个区域,必须先擦除数据,然后写入。为了在一定程度上减少对写入性能的影响,用于Dell PowerEdge产品的戴尔企业级固态硬盘全都采用了名为“超量配置闪存”的措施。此措施会使得本机闪存容量超过用户定义的容量,并会将额外的空间用作暂存器,以便快速将应用程序写入数据写入已擦除过数据的闪存区域。固态硬盘通常会在不影响应用程序性能的时间段内对这些超量配置的闪存空间执行清理功能。

写入耐用性:写入耐用性是指在存储介质失去可靠性之前闪存数据块可承受的写入/擦除次数(P/E或写入周期)。由于有不同数据中心工作负载和读/写需求,戴尔提供了耐用性等级各异的企业级固态硬盘,使得客户能够针对自身需求设计合适的解决方案。

以下是戴尔提供的不同类别(发展方向)的企业级固态硬盘:
    写入密集型(WI) -耐用性高,适用于读/写比例为50/50的工作负载。示例工作负载有HPC、数据库记录和高速缓存。 
    混合使用型(MU) - 耐用性中等,适用于读/写比例为70/30的工作负载。示例工作负载有电子邮件/消息传送、OLTP和电子商务。 
    写入密集型(RI) - 耐用性较低,适用于读/写比例为90/10的工作负载。示例工作负载有数据库仓库、流媒体和视频点播解决方案。 
    启动优化型(Boot) - 成本低/容量低的固态硬盘,专门用作服务器上的启动设备。耐用性较低。
    主机接口 - 戴尔企业级固态硬盘支持三种类型的主机接口选项:
    SATA固态硬盘 - SATA 固态硬盘基于行业标准SATA接口。SATA固态硬盘可为企业服务器提供合理的性能。
    SAS固态硬盘D - SAS固态硬盘基于行业标准SAS接口。SAS固态硬盘结合了卓越的可靠性、数据完整性和数据故障恢复功能,很适合企业应用程序。
    PCIe固态硬盘 - Dell PowerEdge Express Flash PCIe固态硬盘是一种高性能固态存储设备,IOPS性能最多能比传统旋转式硬盘高出2000倍。

有关每种硬盘容量的样例性能结果的详情,请查看此比较文档 (英文版)。