NAS 適用 Seagate IronWolf 那嘶狼硬碟容量再突破，14TB ST14000VN0008 上機測試
Seagate 繼公布自家企業級 14TB 3.5 吋 SATA 6Gb/s Exos 14TB 填充氦氣硬碟，接下來數款 3.5 吋 14TB 硬碟均鎖定消費級市場，其中 1 款為適合 NAS 使用的 IronWolf ST14000VN0008 14TB，為目前家用版本最大容量，採用填充氦氣設計，並採用 7200RPM 和突破 210MB/s 的傳輸效能。
14TB 填氦 NAS 硬碟
相較於 SSD 的高速讀寫能力，傳統硬碟在家庭中作為資料儲存應用的態勢大致底定，而針對此類型應用，儲存容量或是容量密度成為購買時的參考關鍵之一。Seagate 旗下 3.5 吋硬碟目前以 Exos X14 14TB 版本為其最高容量，Exos X14 定位在企業級容量款式，雖然具備 SATA 6Gb/s 介面可相容家用環境，但售價不太親民。
依照家用環境需求，NAS 不僅容納家中電腦檔案備份，也儲存多媒體檔案供家中 3C 用品使用分享，對於大容量儲存媒體的需求最為迫切。Seagate 替自家適用於 NAS 環境的 IronWolf 產品線提升容量，新推出 ST14000VN0008 14TB 版本，同樣因應內部多張碟盤而使用氦氣填充技術。
▲Seagate IronWolf ST14000VN0008 14TB，可以發覺外殼設計與先前的 12TB、10TB 版本略有不同。
Seagate IronWolf ST14000VN0008 14TB 規格
- 產品型號：ST14000VN0008
- 外觀形式：3.5吋/半高
- 介面速度：SATA 6Gb/s
- 轉速：7200RPM
- 容量：14TB
- 磁頭載卸次數：600000
- 年負載量：180TB
- 不可復原讀取錯誤：＜1 per 1015 bits
- 電源需求：+5V±5％，+12V±10％
- 其它：1000000hrs MTBF、氦氣填充
- 保固：3年
啟用 TDMR 技術
若是讀者持續觀察傳統硬碟的發展，可以發現這個 IronWolf ST14000VN0008 外殼設計相較先前填氦硬碟有所不同，反倒是與已經發表的 Exos X14 相當類似，由這點可以確認 2 者的淵源關係。硬碟硬體組裝完畢之後，也會歷經類似半導體晶片的挑選過程，針對不同產品線的運作需求，利用不同標準進行測試，韌體也會進行微調。
已知 Exos 14TB 採用 8 片碟片 16 個讀寫頭組成 14TB 容量，且依然繼續採用 CMR 錄寫方式，與其有淵源關係的 IronWolf 14TB 也採用相同 CMR 方式，並未使用 SMR 技術。既然與先前的 IronWolf 12TB 版本同樣使用 8 片碟片，表示新款 14TB 版本磁錄密度繼續上升，碟盤扇區採用 Advanced Format 先進格式化 4KB 格式，邏輯上依然採用 512Byte 以便相容舊款 SATA 控制器與軟體，因此為 512e（512 emulation）。
▲填充氦氣的緣故，IronWolf 14TB 採用全密封設計。
▲先前填氦硬碟消失的中央螺絲固定孔再次回歸。
▲規格貼紙標示 SC60 韌體版本，+5V 和 +12V 需要 0.9A 和 0.72A，開機啟動 +12V 則需 1.8A。
▲內部裝滿 8 片碟片，由底部觀察沒有出現低容量版本肋條加強結構，並將電路板反裝保護電子零件。
▲傳輸介面採用 SATA 6Gb/s，電源第三接腳沒有安排 PWDIS 功能。
磁錄密度增加，也就表示磁軌與磁軌之間的間隙縮小，Seagate 在 14TB 版本讀寫頭導入 TDMR（Two Dimensional Magnetic Recording）2 維磁性錄寫。由於磁軌間距持續縮小，讀取頭掃過碟片表面時，拾取的資訊更容易受到附近磁軌的影響，TDMR 於讀寫臂前端安排多個交錯放置的讀取頭，藉由不同讀取頭獲得的資訊，過濾鄰近磁軌雜訊。
▲電路板一覽，主要控制晶片和馬達控制晶片均貼上導熱墊與金屬外殼相互接觸。
規格資訊部分，IronWolf 14TB 安排 256MB 快取記憶體，採用 7200RPM 馬達轉速提供 210MB/s 以上的循序傳輸效能。IronWolf 均採用年開機時間 8760 小時 24x7 設定，讀寫頭卸載次數為 60 萬次，年工作負載為 180TB，MTBF 為 1 百萬小時，原廠提供 3 年保固，並可選配 Rescue 資料救援計畫，3 年期約為新台幣 500 元以下。
▲主要控制晶片為 Marvell i1261-B1。
▲256MB 快取記憶體選擇 Micron MT41K128M16JT-125:K，為 DDR3L-1600 速度規格。
▲馬達控制晶片為 STMicroelectronics Smooth Viking 系列。
▲電路板一共安排 2 個震動感應器。
針對 NAS 應用環境，IronWolf 搭載 AgileArray 技術，包含轉軸 2 端均加入固定的雙平衡馬達，dual-stage microactuator 和 RV 旋轉震動感應器（4TB 以上）加強讀寫臂的修正能力，使其適合安裝在 1bay～8bay 的 NAS 當中，韌體也針對 RAID 組態進行最佳化，此外還支援 ATA-8 的串流指令集。
Seagate 替 IronWolf 系列特別設計 Health Management 健康管理功能，利用 S.M.A.R.T. 空白區自行定義多種狀態資訊，搭配相容 NAS 能夠快速掌握硬碟，提供更多監控與管理功能。目前 Asustor、Synology、Thecus 等 NAS 製造商均已支援 IronWolf Health Management，使用者可以在操作介面觀察到更多的資訊。
▲IronWolf 14TB 於 25℃ 室溫，不進行讀寫操作的溫度約為 38℃，並支援 NCQ。
▲IronWolf 14TB 未格式化容量約為 13038.88GB/12.73TB。
（下一頁：實測效能高於規格標示）
讀寫速度達 250MB/s～260MB/s
IronWolf 14TB 內部依舊安排 8 張碟片，增加磁錄密度能夠塞進更多容量，讀寫頭在單位時間內掃過更多磁區，循序讀寫速度相較 12TB 版本更高實為必然。Seagate 官方替 IronWolf 6TB 以上容量版本標註最高傳輸速率 210MB/s，但隨著碟片增加、磁錄密度提升，IronWolf 14TB 實測速度超越 210MB/s 甚多。
▲CrystalDiskMark 循序讀寫為 260.3MB/s 和 259.1MB/s，7200RPM 和更高的磁錄密度功不可沒。
▲ATTO Disk Benchmark Overlapped I/O 子項目將佇列深度調整為 8，傳輸區塊大小超過 8KB 即可達最高速，最快讀寫速度約為 259MB/s 和 257MB/s。
▲ATTO Disk Benchmark Neither 子項目，傳輸區塊大小約需 64KB 之後達最高速，讀寫最高可達 258MB/s 和 256MB/s。
接著使用老牌 HD Tune Pro 測試軟體，分別對硬碟全區進行讀寫測試，以便了解碟盤內外圈傳輸速度差異。IronWolf 14TB 最外圈讀寫可達 257.2MB/s 和 256.9MB/s，由於越靠近內圈周長越短，最內圈的讀寫速度下降至 110.5MB/s 和 103.7MB/s，平均約為 202.4MB/s 和 201.8MB/s。存取延遲則受到寫入快取影響，讀取平均為 14.5ms、寫入則是短得多的 5.65ms。
▲HD Tune Pro 對 IronWolf 14TB 全區讀取速度測試結果，最快為 257.2MB/s，平均為 202.4MB/s。
▲HD Tune Pro 的寫入測試結果，最快為 256.9MB/s，寫入存取時間受到快取影響為 5.65ms。
IOPS 表現部分，利用 HD Tune Pro 分別傳輸不同的區塊大小，統計讀取與寫入 IOPS。另外再利用客製化程度相當高的 IOMeter，量測佇列深度 1～32、讀取和寫入分別占去 70％ 和 30％ 的 IOPS 表現。寫入 IOPS 同樣受到快取影響，小區塊表現相較讀取快上數倍不止。
▲無論區塊大小為何，IronWolf 14TB 的讀取均不超過 80IOPS。
▲受惠於寫入快取機制，小區塊寫入表現可達 300IOPS 以上（64KB）。
▲IronWolf 14TB 於佇列深度 32 時擁有最高的 70/30 綜合 IOPS 表現，可達 162IOPS。
▲IronWolf 14TB 分別於不同佇列深度的 70/30 IOPS 表現數據。
IronWolf 系列專為 NAS 應用所設計，筆者同時商借 Asustor AS4004T 裝入 2 顆 IronWolf 14TB 進行測試。AS4004T 具備 2 個最高支援 1Gbps 的 RJ45 網路埠，另外還有 1 個支援 2.5/5/10Gbps 的 RJ45 網路埠，如此便能夠釋放硬碟的傳輸速度表現，不怕 1Gbps 成為效能瓶頸。
▲實際 NAS 傳輸效果選擇 Asustor AS4004T 搭配測試。
▲Asustor AS4004T 具備 3 個 RJ45 網路埠，其中 1 個還支援 2.5/5/10Gbps 連線速率。
▲AS4004T 配合 2 顆 IronWolf 14TB 的單一大檔 10GB 讀寫效能。
由上述圖片表格可以發現，即便是僅對單顆 IronWolf 14TB 讀寫的 JBOD 組態，即可突破 1Gbps 上限，追求傳輸效能的使用者確實有改採 NBASE-T 或是 10Gbps 網路的必要性，而 2 顆 IronWolf 14TB 組成 RAID 0 讀取效能最高，透過不同的傳輸協定，速度約為 428.1MB/s～469.1MB/s 之間。
大容量 NAS 基本款
Seagate 針對 NAS 應用環境推出 IronWolf 和 IronWolf Pro 2 個系列，這 2 個系列基本上是以工作負荷量為分野，前者年負載量為 180TB、MTBF 100 萬小時、適合 8bay 以下 NAS、保固 3 年；後者年負載量 300TB、MTBF 120 萬小時、適合 24bay 以下 NAS、保固 5 年，並隨硬碟附屬 2 年 Rescue 資料救援。
IronWolf 14TB 建議售價為新台幣 17,999 元，IronWolf Pro 14TB 建議售價以此再加 2,000 元。由於 2 者硬體相同，筆者猜測效能也應該相近，價差體現於產品耐用度、保固時間、資料救援成本，需要大容量的普通消費者選擇 IronWolf 14TB 應已足夠，畢竟在家用環境，硬碟多數時間處於停轉省電狀態。對於儲存裝置槽數較少的 NAS 而言，換裝大容量硬碟也是擴增容量的選擇之一。
產品資訊
延伸閱讀
測試平台
- 處理器：Intel Core i7-8700K
- 主機板：GIGABYTE Z370 AROUS Gaming 5
- 網路卡：Asus XG-C100C
- 系統碟：Plextor M9Pe(G) 512GB
- 電源供應器：Seasonic Platinum 1000W
- 作業系統：Microsoft Windows 10 Pro 64bit 1803
- NAS：Asustor AS4004T