ES 2.x bulk index 机械硬盘索引缓慢

3 块企业SATA盘。 io util% 经常100%。 其中r/s 大约2000+， w/s 100左右。
如果没有r/s, w/s能到 300-500。 现在看内存, cpu,磁盘容量等都不是瓶颈。但是load较高大概50.

硬件。单机4个SATA, 其中三个SATA上各有一个es-data实例，该实例只使用自己所在的硬盘。 另外一个盘放master 实例和data的log. 现在设置索引只有3 shard， 1副本。每个es实例都使用cgroup做了隔离。
 
bulk 操作只有 index.  无update/delete等。模拟的数据JSON内容除了timestamp外基本无变化，自己生成的不重复id后写入ES.
 
初始启动ES时，写入速度8000-7000条/s，每条数据大概500B左右 运行1小时后开始逐渐降低。 运行十几个小时后，也就是几十条/s. 性能下降非常厉害。index.merge.scheduler.max_thread_count 设置为1 仍然无果。 

这十几个小时 ES 运行一直是Green.

详细设置信息：

index.number_of_shards: 3
index.number_of_replicas: 1
index.refresh_interval: 20s
index.load_fixed_bitset_filters_eagerly: false
index.cache.field.type: soft
index.cache.field.max_size: 500000
index.cache.field.expire: 5m
indices.fielddata.cache.size: 10%

cluster.routing.allocation.node_initial_primaries_recoveries: 30
cluster.routing.allocation.node_concurrent_recoveries: 20
indices.recovery.concurrent_streams: 8
indices.recovery.max_bytes_per_sec: 200mb
threadpool.index.type: fixed
threadpool.index.size: 100
threadpool.index.queue_size: 500
threadpool.bulk.size: 40
threadpool.bulk.queue_size : -1

index.merge.scheduler.max_thread_count: 1
index.merge.enabled: true
index.merge.policy.floor_segment: 20mb
index.translog.sync_interval: 60s
index.translog.fs.buffer_size: 16mb
index.translog.durability: ASYNC
cluster.routing.rebalance.enable: all
index.routing.rebalance.enable: REPLICAS
 
其实下面这一块内容增加与删除无影响。
index.merge.policy.floor_segment: 20mb
index.translog.sync_interval: 60s
index.translog.fs.buffer_size: 16mb
index.translog.durability: ASYNC
cluster.routing.rebalance.enable: all
index.routing.rebalance.enable: REPLICAS
另外 index.merge.enabled 设置为false 会明显导致创建索引变得更慢。
 
 
请问除了使用SSD，如何使用SATA盘让bulk 性能持续在8000-7000条/s? 如果使用SSD，测试是可以稳定到达 8000-7000条/s的。