多执行器技术使构建同时提供高容量和高性能的硬盘成为可能。

希捷一直处于这项工作的最前沿，其次是西部数据。他们的努力只是开始。如果他们的驱动器成功，新技术可能会在可预见的未来改变构建的企业硬盘数量。为了做好准备，存储管理员应该了解多个执行器如何协同工作，以及未来的好处和挑战。

多执行器硬盘的工作原理？

多执行器硬盘是包含多个执行器的硬盘驱动器。这些驱动器通常被称为双执行器HDD，因为目前的型号只包含两个执行器。可以想象，如果目前的双执行器技术腾飞，未来会增加更多执行器。

过去，HDD只包含一个执行器，而大多数HDD仍然以这种方式构建。执行器是HDD中的物理组件，在驱动器旋转盘的表面上移动读/写头。

现在的硬盘通常包括多个盘片、执行臂和读/写头。然而，尽管有所有这些组件，带有单个执行器的HDD一次只能从一个位置读取/写入数据，这意味着一次只有一个头处于活动状态。

驱动器的性能在很大程度上取决于执行器在盘片上不同位置访问数据的效率。密度越大，这个过程就越困难。当密度过大时，即使是最快、最高效的执行器也会陷入困境。

为了克服单个执行器的局限性，希捷和西部数据公司都推出了双执行器硬盘，实际上，该硬盘将单个执行器一分为二。在这种配置中，两个执行器共享相同的轴，但每个执行器都有自己的一套执行器臂、读/写头和语音线圈电机。执行器彼此独立运行，每个执行器控制驱动器的一半执行器臂。

由于其独立性，这两个执行器可以同时从不同位置访问数据，就像有两个独立的驱动器一样。这种独立性使执行器能够并行读取/写入数据，从而增加进出驱动器的数据流。

对于使用SAS接口的驱动器，主机系统将HDD视为两个容量相等的独立LUN。例如，一个18 TB的双执行器驱动器在主机系统中看起来是两个LUN，每个LUN的容量为9TB。对于使用SATA接口的驱动器，主机系统只看到一个18 TB的逻辑设备。

为什么人们对多执行器硬盘如此感兴趣？

多执行器硬盘技术为某些未来工作负载带来希望。这种工作负载需要高容量和强大的性能，但不一定需要证明投资SSD价值的性能水平。

多年来，HDD技术的进步有助于提高容量和性能，极大地使这些类型的工作负载受益。然而，对容量和性能的需求继续有增无减，这一趋势可能会在可预见的未来继续下去，特别是随着数据量不受控制地增长。企业硬盘已经开始面临实际限制。

HDD的机械部件，特别是执行器，可以影响顺序和随机性能。如果HDD容量在不增加数据速率的情况下继续增长，单个执行器将不再能够足够快地获取所有数据，以跟上工作负载需求，导致性能受到影响。随着产能的不断增长，对性能的打击将更加严重。这些容量的增加还意味着，在发生故障时，重建驱动器需要花费大量时间。

随着行业向30 TB和40 TB驱动器迈进，超大规模数据中心将需要能够在不牺牲性能的情况下提供所需容量的硬盘。与此同时，数据中心仍然必须能够以每兆字节的实惠成本存储其数据，特别是经常访问的大量热数据。这就是多执行器硬盘发挥作用的地方。他们为维持甚至改善IOPS提供了解决方案，同时仍然朝着更大的能力迈进。

多执行器硬盘不能替代固态硬盘。它们满足了超大规模云提供商和其他数据中心的需求，这些数据中心需要能够在不破坏预算的情况下扩展到所需容量的存储系统。在性能方面，固态硬盘无可取代，在多种情况下，它们已经取代了硬盘。然而，HDD现在和将来仍然可以支持很多工作负载，同时提供比SSD更好的每TB成本。

多执行器硬盘可以证明有助于支持邮件服务器、视频流、内容交付网络和Hadoop集群等工作负载。

市场上多执行器硬盘的好处和挑战

希捷最近推出了18 TB Exos 2X18驱动器。多执行器HDD的最大持续传输速率为554 MBps，随机读/写速率分别高达304 IOPS和560 IOPS。

Exos 2X18和Exos X18（即18 TB单执行器驱动器）之间的差异显示了性能的改进。X18提供270 MBps的最大持续传输速率，不到2X18提供的一半。读取率也明显较低，只有170 IOPS，略高于2X18的一半。随机写作要好一点。X18的随机写入速度为550 IOPS，而2X18的560 IOPS。

西部数据最近推出Ultrastar DC HS760，这是一个提供20 TB容量的双执行器驱动器。西部数据尚未发布其新驱动器的详细规格，尽管该供应商声称，与20 TB Ultrastar DC HC560 HDD相比，其顺序吞吐量翻了一番，随机性能提高了1.7倍。

Exos双执行器驱动器没有比单执行器驱动器提供更好的延迟率。2X14和2X18的平均延迟率为4.16毫秒，与X18和X20相同。至于Western Digital驱动器，在Ultrastar DC HS760的规格可用之前，还不确定与该供应商的单执行器驱动器相比延迟如何。

将多执行器硬盘集成到数据中心可能会带来一些“成长的痛苦”。例如，可能需要修改主机软件，以正确处理两个逻辑卷之间的文件放置。跨两个分区的LUN行为可能会导致混淆，因为哪些命令会影响单个分区，哪些命令会影响整个驱动器，并不总是很明显。

该行业可能需要时间来赶上多执行器硬盘。例如，有些主机总线适配器可能无法提供与当前双执行器驱动器的开箱即用兼容性。IT团队可能会遇到围绕供应商锁定的问题，因为这个市场仍然很小，尽管西部数据驱动器的推出应该有助于缓解此类担忧。

希捷和西部数据都推出了其多执行器硬盘，都比较低调。也许他们采取这种方法是为了了解该技术在当前工作负载下的表现，并更好地了解市场的接受程度。

这也可能是东芝等供应商尚未投入多执行器的原因。在全力以赴买这些新硬盘之前，他们也想更好地了解风向的方向。