Recenze SSD disku Hitachi Ultrastar SSD400S.B Enterprise

Začátkem února společnost Hitachi rozšířila svou řadu podnikových SSD o model Ultrastar SSD400S. Po původním SSD400S je model .B prvním v oboru, který přešel na 25nm SLC NAND. Konstrukčně jsou oba disky téměř identické, jedná se pouze o změnu čipu NAND z 34nm SLC na 25nm SLC. Oba disky využívají rozhraní SAS 6 Gb/s a Intel NAND s firmwarem a řadičem vyvinutým společně Hitachi a Intelem. SSD400S.B přebírá status vlajkové lodi mezi podnikovými SSD disky Hitachi a zařazuje se po bok jejich nabídky eMLC Ultrastar SSD400M.

Jak je podrobněji uvedeno v naší recenzi SSD400M, partnerství Hitachi/Intelu v oblasti těchto disků je modelem úspěchu. Hitachi dokázala využít své znalosti v oblasti úložišť a IP, zejména v oblasti rozhraní SAS, zatímco Intel přinesl technologie firmwaru a správy flash pamětí. Výsledky, jak jsme viděli, byly velmi dobré. V tomto případě SSD400S.B využívá partnerství k poskytování vysokopropustného úložiště pro podniková prostředí s vysokou smíšenou zátěží (čtení/zápis). 

Z hlediska výkonu je SSD400S.B připraven na sekvenční čtení až 536 MB/s, zápis 502 MB/s a náhodné 4K IOPS čtení 57 500 a zápis 25 500. Kromě výkonu jednoho disku nabízí Hitachi také patentovanou správu výpadku napájení a robustní odolnost. 400GB SSD podporuje až 35 PB náhodných zápisů po dobu pěti let životnosti disku, což odpovídá 19.2 TB zápisů denně. Hitachi také uvádí neuvěřitelně nízkou roční míru poruchovosti (AFR) 0.44 %.

SSD disky Ultrastar SSD400S.B jsou k dispozici v kapacitách 100 GB, 200 GB a 400 GB ve formátu 2.5" a mají pětiletou záruku.

Specifikace Hitachi Ultrastar SSD400S.B

• Kapacity
  • 400GB
    • HUSSL4040BSS600
    • HUSSL4040BSS601 se šifrováním TGC
  • 200GB
    • HUSSL4020BSS600
    • HUSSL4020BSS601 se šifrováním TGC
  • 100GB
    • HUSSL4010BSS600
    • HUSSL4010BSS601 se šifrováním TGC
• Rozhraní – Duální port SAS 6 Gb/s
• Řadič Intel EW29AA31AA1
• Intel single-level cell (SLC) 25nm NAND x 40 (736 GB raw, 400 GB použitelné)
• Mezipaměť Micron DDR2 SDRAM
• Tvarový faktor – 2.5 palce, výška Z 15 mm
• Výkon přenosu
  • Propustnost čtení (sekvenční 64K) – 536 MB/s
  • Propustnost zápisu (sekvenční 64K) – 502 MB/s
  • Max. IOPS pro čtení (náhodné 4K) 56 000
  • Max. zápis IOPS (náhodné 4K) 24 000
• Výdrž (náhodný zápis):
  • Kapacita 400 GB – 35 PB
  • Kapacita 200 GB – 18 PB
  • Kapacita 100 GB – 9 PB
• Míra chyb (čtení neobnovitelných bitů) 1 z 10¹⁶
• MTBF – 2.0 milionu
• Výkon
  • Provozní (W, typicky) 5.5
  • Volnoběh (W) 1.7
• Účinnost spotřeby energie (IOPS/W) – 8 360
• Pětiletá záruka
• Rozměry (šířka x hloubka, výška mm) – 70.1 x 100.6 x 15
• Hmotnost (max.) – 222 g (400 GB)
• Okolní teplota 0 až 60 °C
• Ráz (půlsinusová vlna) 1000G (0.5 ms), 500G (2 ms)
• Vibrace (Random G RMS) – 2.16, všechny osy, 5 až 700 Hz

Návrh a demontáž

Disk Hitachi Ultrastar SSD400S.B má hladké tělo z nerezové oceli, vyražené do přesného tvaru 2.5palcového disku s výškou 15 mm. Nahoře je disk opatřen jedinou bílou nálepkou, která zabírá celou horní plochu a popisuje disk až po certifikace a verzi firmwaru. Spodní část obsahuje další nálepky, které opakují sériové číslo disku a číslo dílu. Tělo je zvenku poměrně jednoduché a čisté, s těžkou hmotností 205 gramů, z čehož velká část souvisí s vnitřním odvodem tepla. S ohledem na chladicí systémy pro datová centra s venkovním vzduchem (použití venkovního vzduchu místo chlazeného nebo klimatizovaného vzduchu) a obecnou snahou o snížení nákladů na energii spojených s chlazením, Hitachi uděluje disku Ultrastar SSD400S.B maximální provozní teplotu 70 °C / 158 °F.

Boční profil disku jasně ukazuje dvě části, které tvoří tělo SSD400S.B. Hitachi používá standardní umístění šroubů na boku a spodní straně SSD disku pro svislou nebo vodorovnou montáž.

Na přední straně disku Ultrastar SSD400S.B se nachází pouze dual-link 6.0Gb/s SAS konektor, z vnější strany disku nejsou vidět žádné další konektory.

Otevření disku ukazuje některé vlastnosti disku Ultrastar SSD400S.B zaměřené na odvod tepla a vysvětluje, odkud pochází část hmotnosti disku. Horní i spodní kryty jsou opatřeny silnými tepelnými podložkami, které odvádějí teplo od klíčových komponent SSD disku. Horní kryt obsahuje přidaný chladič, který dále zvyšuje množství energie, kterou může tělo skříně absorbovat z vnitřních desek plošných spojů, jež se při intenzivním používání zahřívají. Konstrukce SSD disku se skládá ze dvou částí, přičemž řadič směřuje dovnitř mezi jednotlivými deskami plošných spojů. Bílá podložka ve spodní části skříně je navržena tak, aby odváděla teplo od spodní strany řadiče, zatímco růžové tepelné podložky jsou namířeny na části NAND. Tělo je zvenku co nejplošší, aby se zajistil větší kontakt povrchu s pozicemi pro disky a tepelná energie se tak odváděla do serverové skříně a nakonec ven prostřednictvím nuceného chlazení vzduchem.

Srdcem disku Hitachi Ultrastar SSD400S.B je procesor Intel EW29AA31AA1 s firmwarem vyvinutým společně společnostmi Hitachi a Intel. Pro mezipaměť používá SSD400S.B čtyři paměťové moduly Micron SDRAM.

Na obou deskách plošných spojů je rozloženo 40 kusů paměti Intel SLC NAND. Tato kapacita je rozdělena mezi 34 kusů 16GB NAND a 6 kusů 32GB NAND. Celkem tak vzniká 736 GB hrubé paměti NAND, ačkoliv použitelných je pouze 400 GB. Toto rezervované místo se používá pro sběr paměti na pozadí, vyrovnávání opotřebení a zpracování selhání čipů tak, aby nedošlo ke zpomalení nebo deaktivaci disku během jeho životnosti.

Dovnitř směřující části desky plošných spojů zahrnují řadič Intel EW29AA31AA1, další paměť NAND a také dlouhé rozhraní, které spojuje obě poloviny SSD disku.

Níže jsou zobrazeny dvě vnější části disku Hitachi Ultrastar SSD400S.B.

Všimněte si, že tento design SSD nepoužívá ultrakondenzátory. Místo toho Hitachi zvolila deset organických kondenzátorů KEMET (KO-CAP) na bázi tantalu. Tyto kondenzátory mají delší životnost a neroztahují se ani jinak nedegradují tak rychle jako jiné alternativy. Podobné uspořádání bylo nalezeno jak u spotřebitelského disku Intel SSD 320 , tak u podnikového disku Intel SSD 710.

Tyto kondenzátory poskytují jednotce dostatek času k naplnění SDRAM do NAND paměti, ačkoli skutečná doba zdržení není specifikována.

Podnikové benchmarky

Disk Hitachi Ultrastar SSD400S.B využívá paměť Intel 25nm SLC NAND, řadič Intel EW29AA31AA1 a rozhraní SAS 6.0 Gb/s; naše recenzovaná jednotka má kapacitu 400 GB. Mezi srovnatelné disky použité v této recenzi patří následující nedávno testované podnikové SSD disky: Micron P300 (100 GB, Marvell 9174, Micron 34nm SLC NAND, SATA), Toshiba MKx001GRZB (400 GB, Marvell 9032, Toshiba 32nm SLC NAND, SAS) a Hitachi Ultrastar SSD400M (400 GB, řadič Intel EW29AA31AA1, Intel 25nm eMLC NAND, SAS). Všechny podnikové SSD disky jsou testovány na naší podnikové testovací platformě založené na serveru Lenovo ThinkServer RD240 . Všechny údaje IOMeteru jsou reprezentovány binárním způsobem pro rychlosti v MB/s.

Náš první test se zaměřuje na rychlost v prostředí sekvenčního zápisu s přenosy velkých bloků. Tento konkrétní test používá velikost přenosu 2 MB s IOMeterem, zarovnáním sektorů 4k a měří výkon s hloubkou fronty 4. V tomto scénáři Hitachi uvádí pro svůj 400GB Ultrastar SSD400S.B. maximální rychlost čtení 536 MB/s a rychlost zápisu 502 MB/s.

V našem testu sekvenčního přenosu velkých bloků dosáhl disk Ultrastar SSD400S.B rychlosti čtení 532 MB/s a ustálené rychlosti zápisu 510 MB/s. Rychlost čtení byla mírně pod odhady společnosti Hitachi, ale rychlost zápisu byla nad uvedenými hodnotami. Díky těmto lineárním benchmarkům se disk SSD400S.B umístil na vrcholu našeho žebříčku.

Při přechodu na profil s náhodným přístupem, ale při zachování velké velikosti přenosu bloku 2 MB, začínáme vidět, jak se výkon mění v prostředí s více uživateli. Tento test zachovává stejnou hloubku fronty na úrovni 4, kterou jsme použili v předchozím benchmarku sekvenčního přenosu.

S přechodem na náhodné přenosy velkých bloků si disk Hitachi Ultrastar SSD400S.B udržel své vedení v rychlosti čtení s 533 MB/s. Jeho rychlost zápisu v ustáleném stavu klesla na 215 MB/s, a stále tak vede.

Přechodem na ještě menší velikost přenosu s náhodným přístupem, 4K, se přibližujeme velikosti paketu, která by se mohla vyskytovat v prostředí s velkým množstvím náhodného přístupu, jako je například server s více virtuálními počítači přistupujícími ke stejnému poli. V prvním testu se podíváme na rozšířený výkon čtení 4K a na to, jak se škáluje od hloubky fronty 1 do maximálně 64.

Při pohledu na náš náhodný graf s navýšením rychlosti čtení 4K jsme zaznamenali silný výkon disku Ultrastar SSD400S.B, který se s maximální rychlostí čtení 4K 57 217 IOPS při hloubce fronty 64 umístil pod diskem Toshiba eSSD. Všimněte si, že SSD400S.B a SSD400M sdílejí v podstatě stejný profil výkonu čtení 4K.

Náš další test se zaměří na výkon náhodného zápisu 4K při hloubce statické fronty 32 a výsledky se zaznamenají a zprůměrují, jakmile disky dosáhnou ustáleného stavu. Výkon IOPS je sice dobrou metrikou pro měření výkonu v ustáleném stavu, ale další klíčovou oblastí zájmu je průměrná a špičková latence. Vyšší hodnoty špičkové latence mohou znamenat, že určité požadavky mohou být při náročném nepřetržitém přístupu zálohovány.

Společnost Hitachi uváděla maximální rychlost náhodného zápisu 4K dat na úrovni 25 500 IOPS, což v našem testování v ustáleném stavu odpovídá 24 312 IOPS. Tato rychlost se v naší skupině umístila na nejvyšší úrovni, nad Micron P300 s procesorem SLC. Za těchto podmínek Ultrastar naměřil průměrnou rychlost 95 MB/s s průměrnou dobou odezvy 1.32 ms. Maximální doba odezvy byla pravděpodobně nejpůsobivější a dosáhla pouhých 25.01 ms.

Naše poslední série syntetických benchmarků porovnává oba podnikové disky v sérii smíšených úloh serverů se statickou hloubkou fronty 32. Stejně jako syntetické benchmarky na začátku této recenze jsou i tyto testy měřeny v ustáleném stavu. Každý z našich testů profilů serverů má silnou preferenci aktivity čtení, která se pohybuje od 67 % čtení v našem profilu databáze až po 100 % čtení v našem profilu webového serveru.

Prvním je náš profil databáze s poměrem čtení 67 % a zápisu 33 %, primárně zaměřeným na přenosové velikosti 8K.

V testování s naším profilem databáze IOMeter se Hitachi SSD400S.B umístil na prvním místě a překonal ostatní podnikové SSD disky založené na SLC, které jsme testovali. Ve srovnání s eMLC SSD400M, který nabízel 15 441 IOPS, dosáhl SSD400S.B založený na SLC rychlosti 21 849 IOPS.

Další profil se zaměřuje na souborový server s 80% čtecí a 20% zápisovou zátěží rozloženou na několik velikostí přenosu od 512 bajtů do 64 kB.

I po přechodu na nastavení souborového serveru s mnohem širší kombinací velikostí přenosových dat si disk Hitachi Ultrastar SSD400S.B stále udržel své vedení s výkonem 20 193 IOPS, oproti 14 488 IOPS u SSD400M založeného na eMLC.

Profil našeho webového serveru je pouze pro čtení s rozsahem velikostí přenosu od 512 bajtů do 512 kB.

V režimu pouze pro čtení dokázal disk Toshiba MKx001GRZB nabídnout vyšší přenosové rychlosti, které dosáhly 24 193 IOPS ve srovnání s 19 373 IOPS u Ultrastar SSD400S.B nebo 18 593 IOPS u eMLC SSD400M.

Poslední profil se zaměřuje na pracovní stanici s poměrem 20 % zápisu a 80 % čtení s využitím přenosové rychlosti 8K.

V prostředí pracovní stanice se Hitachi Ultrastar SSD400S.B umístil mírně pod Toshibou MKx001GRZB s výkonem 25 291 IOPS oproti 26 337 IOPS u Toshiby.

Spotřeba energie v podniku

Pokud jde o výběr disků pro datová centra nebo jiná hustě zabudovaná úložná prostředí, výkon není jediným kritériem, o které se firmy při výběru SSD nebo pevných disků zajímají. Spotřeba energie může být v některých případech obrovským faktorem, takže dává smysl vědět, jak si disk povede při konstantním zatížení.

V sekci Enterprise Power této recenze se podíváme na každý disk za stejných podmínek, jaké jsme použili k testování rychlosti čtení a zápisu v předchozím testu. To zahrnuje sekvenční a náhodné přenosy o velikosti 2 MB s hloubkou fronty 4 a malé náhodné přenosy čtení a zápisu o velikosti 4K s hloubkou fronty 32. Stejně jako v našich předchozích testech měříme všechny hodnoty v ustáleném stavu, abychom disk uvedli do jeho nejnáročnějších podmínek.

Za všech podmínek kromě spuštění spotřebovával disk Hitachi Ultrastar SSD400S.B 4.35 wattu nebo méně. To je méně než u vlastního disku SSD400M od Hitachi založeného na eMLC. Největší spotřebou SSD400S.B byl sekvenční zápis QD4 2MB s průměrnou spotřebou 4.35 wattu za celou dobu testu. Druhý byl náhodný zápis 4K QD32 s 3.34 watty, třetí bylo sekvenční čtení QD4 s 2.91 watty, následované stabilním čtením 4K QD32 na čtvrtém místě s potřebou 2.39 wattu.

I když se velký tlak na eMLC SSD v prostředí datových center točí kolem ceny za GB a IOPS/watt, stále existuje potřeba modelů založených na SLC s vysokou odolností a výkonem. Vypočítali jsme hodnotu 20 180 IOPS/watt při čistě náhodném čtení 4K s hloubkou fronty 32, což klesá na 7 279 IOPS/watt, pokud se místo toho podíváte na stabilní náhodný zápis 4K. V porovnání s tím je to 38 481 IOPS/watt při čtení nebo 10 119 IOPS/watt při zápisu u SLC Micron P300 nebo 16 385 IOPS/watt při čtení a 3 082 IOPS/watt při zápisu u SLC Toshiba MKx001GRZB. Ve skutečnosti záleží na potřebách firmy, na nalezení nejlepšího poměru výkonu a energie (nebo jen čistého výkonu), který se bere v úvahu při nákupu SSD nebo pevného disku.

Závěr

Vzhledem k tomu, jak dobře si vedl eMLC SSD400M, jsme měli při recenzi disku Hitachi Ultrastar SSD400S.B poměrně vysoká očekávání. Očekávali jsme, že nová spolupráce Intel/Hitachi založená na SLC bude ještě lepší, a SSD400S.B nezklamal. Tento podnikový SSD disk obsadil přední místa v mnoha našich benchmarkech se smíšenou zátěží čtení/zápisu. Velmi dobře si vedl i v testech náhodného a sekvenčního čtení/zápisu velkých bloků a v testu ustáleného náhodného zápisu 4K.

Při pohledu na jeho výkon ve všech oblastech mírně zaostal v nastavení webového serveru pouze pro čtení a v našem testu čtení 4K s nárůstem rychlosti, kde se na prvním místě umístil disk Toshiba MKx001GRZB. Hitachi však nabízel vyváženější výkon po celou dobu. Vzhledem k vysoce odolné SLC NAND paměti bychom očekávali, že tento disk bude po celou dobu jeho životnosti používán ve scénářích s vysokou aktivitou zápisu. Společnost Hitachi uvádí, že Ultrastar SSD400S.B vydrží v závislosti na kapacitě mezi 9 PBW a 35 PBW.

Stejně jako u iterace eMLC vidíme jasné výhody spolupráce společností Intel a Hitachi. Intel dodává osvědčený řadič SSD a spoustu znalostí NAND a Hitachi poskytuje své hluboké znalosti úložišť včetně rozhraní SAS. Toto společné úsilí je výjimečné a dělá z SSD400S.B jeden z předních podnikových SSD disků, který je v současnosti určen pro náročná prostředí, která potřebují podporovat vysoký výkon čtení a zápisu. 

Klady

• Silný výkon při smíšené pracovní zátěži
• Lepší spotřeba energie než Ultrastar SSD400M založený na eMLC
• Skvělá rychlost 4K v ustáleném stavu
• Navrženo pro práci v širokém tepelném rozsahu

Nevýhody

• Slabší než Toshiba MKx001GRZB v našem testu 4K s nárůstem výkonu a testu webového serveru pouze pro čtení

Závěrem

Hitachi Ultrastar SSD400S.B nabízí skvělý výkon při smíšeném zatížení a v porovnání s jinými podnikovými SSD disky SLC se umístil na špici nebo téměř v jejím porovnání. Přidejte k tomu sadu funkcí podnikových SSD disků, tradici disků a nízkou spotřebu energie a Hitachi představuje komplexní nabídku připravenou pro náročné podnikové využití.

Product Page

Diskutujte o této recenzi