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氦氣硬盤和普通硬盤的區別 氦氣硬盤是什么，和普通硬盤的區別在哪兒

普通硬盤氦氣硬盤

氦氣硬盤是什么， 和普通硬盤的區別在哪兒(氦氣硬盤和普通硬盤的區別) 。 氦氣硬盤這項新技術要點并不在于改變硬盤的機械結構， 而是將內部填充的普通空氣換成了氦氣， 從而大大縮短了碟片之間的距離， 使彼此靠得更近 。 目前3.5寸硬盤最多只能塞進去五張碟片， 充氦之后能夠增加到八張 。 這樣一來， 假如單碟容量達到1.5TB， 整塊硬盤的理論容量就可達到12TB之多 。
 

氦氣硬盤和普通硬盤的區別 氦氣硬盤是什么，和普通硬盤的區別在哪兒

文章插圖

后SSD時代， 機械硬盤陷入前所未有的困境， 500GB/1TB硬盤遭受128GB SSD的侵蝕， 機械硬盤的江湖老大地位岌岌可危 。 硬盤廠商浴血奮戰， 推出具有劃時代意義的氦氣硬盤， 沉寂多年的機械硬盤市場發出怒吼：“SSD別想取代機械硬盤！”
機械硬盤的底氣來自兩項關鍵的革新技術 。 2014年， 機械硬盤行業迎來縱橫三年有余的單碟1TB技術轉折點－－氦氣硬盤和疊瓦式磁記錄技術， 從而改寫機械硬盤的命運 。
氦氣硬盤是什么？
氦氣硬盤是完全封閉， 里面充填的是氦氣， 它能比普通硬盤多2張碟片， 瞬間容量增大40% 。 它有什么功效？將硬盤里傳統的空氣換成了氦氣， 允許碟片彼此靠的更近， 從而能在不提升單碟容量的情況下塞入更多碟片， 提升整體容量 。 當希捷推出6TB硬盤的時候， HGST推出8TB氦氣硬盤；當希捷推出8TB硬盤的時候， HGST推出10TB氦氣硬盤 。
因為采用氦氣填充硬盤， 利于磁頭讀寫， 減少摩擦避免空氣中不同成分分子大小影響讀寫穩定性， 也可以降低整體電力消耗 。
這年頭硬盤廠商為氦氣硬盤主打的賣點是耐用和可靠性， 這就好比輪胎店老板極力建議你給輪胎充氮氣一樣聽上去非常有道理， 通常來說氦氣硬盤要比同容量的普通硬盤價格要貴不少而且主要定位是大容量企業級硬盤 。
以希捷企業級氦氣硬盤為例
盡管單個SSD的最大容量已經超過了硬盤（HDD）， 但是那種容量點的SSD在價格上明顯超出大多數用戶的接受能力 。 所以在大容量市場， 3.5英寸硬盤仍具有明顯的優勢， 例如在去年的“數字中國萬里行”活動中， 多個超大規模數據中心里的服務器都配置了10TB級別的硬盤 。
01、隨機讀挺好， 隨機寫更好
在超大規模數據中心， 3.5英寸硬盤的數量可以百萬片計， 如果每個硬盤的功耗可以降低1瓦（W）， 一年節省的耗電量就可以達到上百萬度 。 為了降低能耗， 有些大容量硬盤會采用5400RPM或者5900RPM的轉速 。 然而， 降低轉速是以性能為代價的， 譬如5900RPM硬盤的平均延遲比7200RPM慢1ms左右， 配套的平均尋道時間則可以慢3ms以上 。
高性能與低功耗如何可以兼得呢？氦氣密封硬盤就是答案 。 因為氦氣比空氣密度低， 盤片旋轉時遇到的阻力較小， 可以保持較高的轉速；阻力較小的另一個好處是盤片轉動平穩， 從而可以在相同空間內塞入更多的盤片， 也意味著獲得更大的容量 。 所以Exos X16的轉速為7200RPM， 相比Exos E系列硬盤（同樣7200RPM）， 容量更大， 而功耗更低 。


希捷Exos X16系列16TB氦氣硬盤4K隨機讀性能， 在隊列深度為16時， 獲得174 IOPS， 平均訪問延遲約為92ms 。 在隊列深度為1時， 其最佳延遲為12ms， 與其標稱指標（平均延遲+平均尋道時間）相吻合
硬盤的訪問時間=盤片旋轉到指定位置的時間（延遲）+磁頭移動到指定磁道的時間（尋道時間）， 平均訪問時間即為平均延遲與平均尋道時間之和 。 7200RPM硬盤的平均延遲為4.16ms， 雖然現在的硬盤大多不再標明平均尋道時間， 但從E企研究院以往的經驗來看， 7200RPM磁盤的平均尋道時間通常在8.5～9ms， 這意味著硬盤的平均訪問時間約為13ms， 而我們測得Exos X16訪問延遲為12ms， 意味著超出預期的性能， 例如在隊列深度為16時， Exos X16的隨機讀IOPS指標為170， 而我們的測試結果是174 。
盡管現在硬盤主要面向大容量存儲市場， 小塊數據的隨機讀寫性能已基本不作為其考量因素， 但我們還是測試了4K數據塊的隨機寫性能， 其結果如下：


希捷Exos X16氦氣硬盤4K隨機寫性能——440 IOPS左右， 且最佳延遲極低， 僅為2ms 。 相比隨機讀性能， 高出數倍
為什么隨機寫性能是隨機讀性能的數倍？測試后期， E企研究院就這一問題咨詢了希捷工程師， 主要原因在于其內的高級寫緩存， 用于加速隨機寫， 即將隨機寫數據先寫入到高級寫緩存之中， 然后再擇機寫入到盤片之中， 這顯然有助于隨機寫性能， 延遲當然也就低得多 。

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