随着5G、自动驾驶、元宇宙的逐渐普及，传统生产制造工厂、互联网、云计算和大数据等业务持续增长，各行各业每时每刻都在产生海量数据。对于现代数据中心而言，除了需要业务快速响应，作为根本需求的海量数据存储依然占据首位。因此凭借高容量、高可靠性以及低成本和低能耗等方面的优势，企业级机械硬盘无论是在企业级应用还是冷数据存储场景中，都是绝对的主力。

东芝MG10系列企业级硬盘最大的特点就是存储密度超高，内置10片磁盘，并采用充氦气设计来提升性能和稳定性。为了满足服务器7*24小时不间断地稳定运行需求，东芝MG10系列硬盘不仅额定工作负载高达550TB/年，还具备PLP（Power Loss Protection）断电数据保护功能。在遭遇紧急断电事件时，它可以利用碟片自身剩余动能尽量把数据从缓存写到碟片或FROM中，借助这个功能辅以PWC (Persistent Write Cache)，实现写缓存关闭模式WCD (Write Cache Disabled)下的写性能接近写缓存启用WCE (Write Cache Enabled)模式。除此之外，它还配备震动RV传感器，检测到过大的震动时，能实时进行性能调整补偿，以保证数据的正常读写。

外观一览

东芝MG10系列企业级硬盘主要用于企业级存储系统、分布式存储系统、数据中心和云存储等领域。它的外观设计十分简洁，正面金属盖板也非常平整。标准的3.5英寸机身，既可用于机架式服务器，也适合用于存储系统的扩容，单盘20TB更能提高整机柜的存储密度，有利于降低TCO（总拥有成本）。

普通的机械硬盘通常采用螺丝将盖板与盘体固定，并配备带有过滤装置的透气孔或者导气管来实现与外界的气压平衡。东芝MG10系列产品则采用了氦气填充设计，盖板与机身之间采用了东芝精密激光焊接技术，保证了极佳的密封效果。

从硬盘的背面看，PCB采用了主流的倒装式设计，不仅增加了结构强度，还将PCB上面的元器件隐藏起来，极大提升了安全系数。

主轴电机的触点部分采用密封胶密封。

东芝MG10系列硬盘提供12Gbps SAS或者6Gbps SATA-3.3两种接口版本供用户选择。我们测试的这款产品型号为MG10ACA20TE也就是SATA-3.3 版本。

基准测试

在测试之前，我们先来了解一下这块东芝MG10ACA20TE的参数。

东芝MG10ACA20TE实际可用容量为18627GB，配备20个磁头，对应10个盘片。但一些检测软件对于企业级硬盘的识别技术还较为有限，例如在AIDA64中仅识别到16个磁头。除此之外，AIDA64中显示这块硬盘支持48位寻址、安全模式、智能温控和NCQ等诸多特性。

接下来开始硬盘的性能测试。在Crystal Disk Mark中设定1GiB数据块，东芝MG10ACA20TE的8队列1线程最大顺序读写速度达到了288.34MB/s和274.47MB/s，这是Crystal Disk Mark的默认，也是最常见的参数设定。最下方的两项则是随机4K性能，由于机械硬盘的随机读取要经过磁头机构的跨磁道寻址，因此4K随机性能会弱于顺序读写性能。

用于参照对比的TxBench在32队列1线程中最高顺序读写速度也达到了281MB/s和272MB/s，与Crystal Disk Mark基本一致，最后两项依然是4k随机测试，与Crystal Disk Mark成绩也比较接近。

在ATTO磁盘基准测试中，4KB的文件读写速度分别达到了214.9MB/s和151.4MB/s；8KB的文件读写速度分别达到了257.31MB/s和221.3MB/s；从16KB开始，读写性能均稳定在265MB/s以上。

接下来是大文件拷贝测试。首先将一部12GB的4K视频拷贝至东芝MG10ACA20TE中。得益于512MB的超大缓存，前20%的写入速度峰值高达1.6GB/s。缓存用尽后写入速度平稳在270MB/s并直至拷贝结束。

再将同一个文件从东芝MG10ACA20TE拷贝到桌面，读取速度基本维持在270~274MB/s的水准。

压力测试

由于现代存储数量的激增，数据中心的硬盘通常是满负荷运行，因此对于硬盘的速度和稳定性都有着更高的要求。IOmeter作为一款专业的测试软件，可以根据使用场景来设定不同的测试方式和测试时间，全面展示硬盘性能。在IOmeter中我们模拟硬盘的使用场景，设定70%和30%的读写比例，并将测试时间设定为45分钟。

在顺序读写测试中，我们设定32队列和128KB的数据块，东芝MG10ACA20TE的顺序读取性能密集区间在1100~1250 IOPS，顺序写入密集区间在600~700 IOPS。

在随机读写性能方面，我们依然设定为32队列，同时将数据块大小设置为4KB。经测试，东芝MG10ACA20TE的读取性能密集区间在150~165 IOPS，写入密集区间在70~90 IOPs。

高容量硬盘采用氦气封装技术，能够极大地降低磁盘内部盘片与气体的摩擦系数，使东芝MG10ACA20TE的功耗和发热都得到非常好的控制，在20℃的室温下，经过45分钟的压力测试最高温度仅为41℃，在提高自身稳定性的同时，也能降低数据中心在制冷方面的成本支出。

高阶测试

这个阶段主要是详细测试硬盘的整体表现，以及一段时间内满负荷运行的性能。先搬出老牌的硬盘测试软件HD Tune Pro。在基准的读取测试中，浅蓝色曲线是硬盘每一秒钟的读取速率，可见东芝MG10ACA20TE的顺序读取速度曲线比较平滑，没有出现尖峰和低谷，说明性能十分稳定。具体数据方面，读取速度最大为288.6MB/s，最小为117.9MB/s，平均速度为221.8MB/s，平均访问时间仅为12.6ms。

顺序写入速度曲线也没有出现明显的尖峰和低谷，运行非常稳定。数据方面写入速度最大为281.5MB/s，最小为113.9MB/s，平均速度为215.3MB/s，平均访问时间为0.243ms。从基准测试成绩可知东芝MG10ACA20TE的顺序读取和写入速度表现接近，均达到机械硬盘中的顶级性能水准。

然后进行随机存取性能测试。下图中的散点表示了硬盘在测试中随机读取不同大小的数据块时的速度。由于机械硬盘的随机读取是由磁头在不同直径的磁道中进行的，因此相同大小的数据块在不同磁道的读取速度也是不同的。从结果看东芝MG10ACA20TE的随机读取性能达到了35.066MB/s，吞吐量为69 IOPS，平均访问时间仅为28.143ms。

在写入测试中，随机写入性能达到了65.959MB/s，吞吐量为129 IOPS。从随机访问测试的图表可以看出，东芝MG10ACA20TE的离散区间非常密集 ，尤其是512字节—64KB的数据块随机写入速度比较接近，这意味着硬盘磁头的寻道速度很快，性能和稳定性表现都属上乘。

写在最后

面对数据量不断增长、业务响应速度要求不断提升的应用需求，企业级机械硬盘并不是“单打独斗”的孤胆英雄。它在存储服务器中往往是以JOBD或RAID磁盘阵列的形式存在，例如RAID0可以让两块硬盘的速度和性能翻倍，RAID1可以实现镜像容量备份，而RAID5、6或者更多组合，可以实现速度、容量、安全稳定等多种需求的兼顾与平衡，满足不同用户的客制化存储需求。

进入数据时代，随着云服务的升级，市场对数据存储的需求也不断攀升，因此高存储密度的企业级机械硬盘依然是全球数据中心的核心存储设备。东芝MG10ACA20TE企业级硬盘，在满足服务器存储需求的同时，大幅提升存储密度， 从而提供更理想的整体总拥有成本，而充氦气技术提升了性能和稳定性的同时，还降低了功耗和发热，成为数据中心扩容的不二选择。