HDD 新藍海，4大 NAS 硬碟評測

雲端不脫離企業本色

硬碟廠商有志一同發現新藍海，或許可視為固態硬碟來襲之後，難得一見的春燕。其訴求除了兼具雲端、RAID、NAS應用環境，必要的功能性設計之外，重點是價格介於近線儲存與桌上型機種之間。

差異在功能設計多寡

Seagate Enterprise Value HDD（推出當時稱為Constellation CS）與WD Se，都歸屬在企業級產品線，適合中小型企業NAS、大量資料儲存設備（如雲端服務）、備份儲存設備（如異地備援）等應用環境。具備全天候運作（24 x 7全年無休）能力，是這類型應用的基本要求，MTBF亦比桌上型機種高。

其特點簡單彙整來說，針對企業多磁碟環境強化抗震設計，適用於6～8Bay或更多數量的儲存設備主機、NAS上。因應RAID應用需求，基本上都內建錯誤復原機制，甚至是強化損壞區塊管理機制功能，以提高運作妥善率。其餘附加重點，像是具備進階電源管理功能，有利於降低企業電費與散熱成本。

至於Seagate NAS HDD與WD Red，WD將Red歸納在獨立的NAS系列之中，Seagate官網可見到亦將NAS HDD和企業級產品擺在一塊。姑且不論這微妙差異，雙方都是迎合小型或家用NAS、備份等用途設計，合適的應用範疇工作量，較前述企業級產品低。因此只具備基本抗震能力，適合5Bay以內儲存設備使用，其價格也只比桌上型機種略貴些。

轉速非效能絕對保證

從個人使用者角度來看這4款產品，筆者猜想大多數人目光焦點，會先落在主軸馬達轉速上。Enterprise Value HDD與Se，終究是以企業應用為導向，因此採用主流的7200RPM轉速設定。而再往下低一個檔次，對於NAS HDD與Red，雙方都採行降低轉速策略。NAS HDD設定為5900RPM，Red雖然標示IntelliPower，普遍認知實為5400RPM。

雲端與NAS儲存應用，給人的想像是工作負載遠超過桌上型硬碟，NAS HDD和Red轉速設定卻比桌上型主流7200RPM低，可能讓人一時間無法理解。事實上在這類應用環境中，最終呈現出來的效能，還會受到網路頻寬、儲存設備性能等因素影響，因此轉速並不是絕對。

節能等於省電費

現代企業機房的資訊設備，相當講究節能省電，硬碟廠商免不了得跟進這訴求。至於硬碟該如何做到省電，不外乎是精進電源管理機制，例如閒置時讓磁頭旋臂停止運作。此外碟片磁錄密度的提升，得以較少碟片組合出大容量機種，主軸馬達負載降低了，耗電量自然獲得改善。

舉個不科學的比較範例，Seagate Constellation ES.3標示閒置耗電量6.73W，Enterprise Value HDD為5.53W，至於NAS HDD是最低的4.8W。雖然每個等級產品之間落差區區不到2W，但試想當數量成百上千，以100顆為計算基礎即相差73W以上。整個月連續運作下來，至少能節省52度電費，全年電費差距約莫2,000元。

低溫相對容易伺候

當為數眾多的硬碟進入機房上架服務，直接營運成本還包括散熱，也就是冷氣空調費用。硬碟是個活生生發熱體，隨著裝配數量增加得加強散熱處理，無論是加大冷氣空調送風量或降低溫度，都會讓電費扶搖直上。不過這項數據難以量化，硬碟廠商也普遍沒有提供相關資訊，一般只會標示運作與停機時，可容忍的溫度數值。

Enterprise Value HDD與Se和多數7200RPM硬碟一樣，建議工作溫度介於5～60度之間，NAS HDD與Red得利於低轉速，設計規格都開到5～70度。就以往測試經驗來說，在具有空調的開放環境，7200RPM機種運作溫度普遍達40～50度，低轉速機種則是能低於40度。可想而知，冷卻硬碟所需代價不同，卻又不得不重視。

MTBF存在變數影響

另外吸引人好奇的是MTBF（Mean Time Between Failure，平均故障間隔時間），現在硬碟廠商甚少為桌上型硬碟提供這資訊，一般來說是不超過60萬小時，企業級機種隨等級的不同，可達120～140萬小時以上。至於這次4位主角，定位較高的Enterprise Value HDD與Se同為80萬小時，反觀NAS HDD和Red卻達到100萬小時。

廠商解釋道，Enterprise Value HDD和Se是針對雲端環境設計，其存取工作量（Workload，如同固態硬碟有設計資料寫入量之別）遠高過SOHO定位NAS環境。再者雲端機房流行採用自然風散熱設計，不像一般企業機房有強力冷氣空調伺候，嚴苛考驗著硬碟的環境承受能力。反觀NAS HDD和Red這等級產品，雖然同樣全年無休開機應用，卻因存取量低而經常處於閒置狀態，硬碟損耗程度完全無法相比。

AFR更具參考價值

MTBF這項實驗室參考數值，與現實中有段落差，並不適合當絕對參考依據。業界普遍是採用POH（Power on Hours，開機時數）/MTBF計算公式，以求得AFR（Annual Failure Rate，年故障率）值，做為設計可靠度參考。關於POH，這4款產品全為24 x 7（每年8760小時）設計規格，一般桌上型產品則是以8 x 5（每年約2080小時）為標準。

簡單試舉，Se帶入公式計算為8760H/800000H＝0.01095＝1.095％，NAS HDD則是8760H/1000000H＝0.00876＝0.876％，Barracuda 7200.14約為2080H/600000H＝0.00346＝0.346％。有趣吧，桌上型硬碟的年故障率理論值最低，完全顛覆大家的刻板印象。

名稱有別但都是ERC

除了前述差別，這些標榜針對雲端、NAS應用最佳化設計的硬碟，重點訴求還有抗震能力與ERC（Error Recovery Control，錯誤復原控制）功能。在過去的特別報導中，我們曾經介紹過這些兩三事，和MTBF一樣具有驗證上的執行難度。但是2項功能設計，在多磁碟、RAID應用環境具有相當重要性，更是桌上型硬碟所不具備的功能。

Seagate在Enterprise Value HDD注記具備Logical Block Management（邏輯區塊管理）機能，NAS系列則是直接寫明支援錯誤復原控制，只不過是和其他功能整合成NASWork技術一詞。WD企業級機種大多以TLER（Time Limited Error Recovery，限時錯誤校正功能）稱呼，Red同樣支援這機能，但也是以NASWare名稱來包裝。

▲過去曾介紹HDAT2這工具軟體，可以看到硬碟韌體層相當完整的功能資訊。Seagate此次介紹的2款產品，其ERC時間都設定在10秒，WD的是一律為7秒。

ERC能降低誤判機率

這些產品標示功能作用一致，都是值基於SMART標準控制指令設計而來。其必要性是因為當硬碟掃描偵測到有問題的資料區塊，能自動將資料轉移至空白安全區塊內，之後再將有問題的區塊標記為不可用。這項作業所需時間從數秒到數分鐘不等，期間還會暫停回應磁碟控制器送出的指令，成為不適用於特定RAID環境的關鍵。

因為商用等級RAID控制器，對於系統運作的掌握度比較高，藉以確保資料完整性。當硬碟進行前述作業並且停止回應指令時，RAID控制器可能會將它標記為損壞、離線狀態，進而導致RAID組態崩潰。當前業界是透過SMART SCT（SMART Command Transport），設定強制硬碟在7～15秒左右時間內，回應RAID控制器的指令要求，以降低誤判帶來的不便。

震動會影響存取性能

在商用多磁碟環境，還會格外注意硬碟本身旋轉震動量，甚至是機殼共震帶來的影響。因為各種內、外在因素產生的震動量，會干擾磁頭在資料軌道上的定位精準度，進而對資料存取速度產生影響。廠商大多將之區分為旋轉震動量（Rotational Vibration Tolerance）與線性隨機震動（Linear Random Vibration）之別，藉由附加在電路板上的震動感應裝置，搭配韌體進行修正補償。

簡單來講，NAS HDD和Red產品設計，是以特別挑選過的主軸馬達來組成。其抗震能力和桌上型產品相較，只算是略好一些而已，因此廠商建議使用在5Bay及其以內數量環境。至於Enterprise Value HDD和Se，除了主軸馬達的挑選，更加上主動式解決方案，因此得以適用於8Bay或更多碟的中型儲存設備上。

▲圖例為Enterprise Value HDD電路板，可發現左右兩側上角配置的震動感應器，這類結構設計到目前，仍然只會配備在企業級機種上。

▲圖例為Red電路板，不像企業級機種有旋轉與線性震動感應器，其所謂抗震能力設計，只是使用經過特別挑選過的主軸馬達。

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