Recenze SSD disku Micron M500DC Enterprise

Společnost Micron dnes oznámila dostupnost svého nového SSD disku M500DC Enterprise, což je SSD disk pro lehké podniky, který byl kompletně navržen a vyroben společností Micron, a to za cenu, která usnadňuje zavádění flash paměti. Stejně jako jeho bratranec M500 je i M500DC vyroben z 20nm MLC flash paměti od Micronu a je nabízen s rozhraním SATA. Velkou změnou je, že nový M500DC má oproti M500 vyšší výdrž a zaručuje dvě naplnění disku denně po dobu pěti let a průměrnou dobu mezi poruchami 2 miliony hodin. Údaje o výdrži jsou dostatečné pro podnikové použití s ​​menším počtem zápisů, které stále vyžadují pokročilou ochranu datových cest a funkce, jako je ochrana proti výpadku napájení.

Stejně jako ostatní SSD disky, i Micron M500DC využívá své konstrukční a výrobní kapacity SSD k dosažení hluboké integrace mezi komponenty a úspor z rozsahu. Kromě využití 20nm MLC NAND od Micronu využívá M500DC paměť DDR3 DRAM a sériovou paměť NOR flash. Disk je napájen řadičem Marvell s vlastním firmwarem. M500DC také využívá architekturu Redundant Array of Independent NAND (RAIN) od společnosti Micron k prodloužení životnosti MLC NAND granulárním zarovnáním bodů čtení a zápisu NAND, což zajišťuje jemné vyladění správy opotřebení a výkonu. Architektura RAIN také poskytuje další vrstvu metadat parity a korekce chyb pro integritu dat.

Kromě technologie RAIN zahrnuje firmware a technologická sada XPERT SSD od společnosti Micron také funkci ochrany dat DataSAFE, která zaznamenává logickou blokovou adresu (LBA) cílového hostitele (CHA) dat v pohybu jako součást schématu metadat M500DC, aby se zajistilo, že data dorazí do zamýšleného cíle i přes přerušení na trase.

Micron M500DC se dodává v kapacitách až 800 GB. Naše recenzované jednotky zahrnují jednotky s kapacitou 480 GB a 800 GB.

Specifikace SSD disku Micron M500DC Enterprise

• Kapacity: 120 GB, 240 GB, 480 GB, 800 GB
• Tvar: 1.8 palce, výška Z 5 mm a 2.5 palce, výška Z 7 mm
• Ovladač: Marvell
• Typ média: 20nm MLC NAND
• Rozhraní: SATA 6 Gb/s (SATA III)
• Provozní ráz: 1500 G/1ms
• Provozní vibrace: 10–500 Hz při 3.1 G
• Vytrvalost
  • 120 GB: Celkem zapsaných bajtů 0.5 PB
  • 240 GB: Celkem zapsaných bajtů 1.0 PB
  • 480 GB: Celkem zapsaných bajtů 1.9 PB
  • 800 GB: Celkem zapsaných bajtů 1.9 PB
  • Výplně pohonu: 2 denně po dobu 5 let
  • MTTF: 2 milionu hodin provozu zařízení
• Sekvenční čtení/zápis při 128K: 425/375 MB/s
• Náhodné čtení/zápis při 4K: 65/35K IOPS
• Výkon
• Klidový/Pohotovostní/Spánkový režim: 200 mW
• Průměrný aktivní výkon: 200 mW, 250 mW, 300 mW, 325 mW
• Aktivní maximum (128k sekvenční): 4.0 W, 5.0 W, 6.0 W, 6.3 W
• Sada funkcí XPERT (RAIN, ARM/OR, ReCAL, eDPP)
• Provozní teplota: 0°C až +70°C
• Hmotnost: <142 g

Design a budování

Micron M500DC Enterprise SSD se vyznačuje aktualizovaným stylem a barvou šasi oproti modelu Micron M500, což má za následek disk, který se více podobá modelu P400M než modelu M500.

Micron M500DC využívá 20nm NAND technologii od Micronu, stejně jako DDR3 DRAM a sériovou NOR flash paměť od společnosti Micron.

Integrované kondenzátory ukládají energii, aby disk mohl v případě neočekávaného výpadku napájení uložit všechny čekající příkazy WRITE do perzistentní paměti.

Testovací pozadí a srovnatelné materiály

Testovací laboratoř StorageReview Enterprise Test Lab nabízí flexibilní architekturu pro provádění benchmarků podnikových úložných zařízení v prostředí srovnatelném s tím, s čím se správci SAN setkávají v reálných nasazeních. Testovací laboratoř Enterprise Test Lab zahrnuje řadu serverů, sítí, napájecích systémů a další síťové infrastruktury, která umožňuje našim zaměstnancům nastavit reálné podmínky pro přesné měření výkonu během našich kontrol.

Tyto podrobnosti o laboratorním prostředí a protokolech začleňujeme do recenzí, aby IT profesionálové a osoby zodpovědné za pořízení úložišť mohly pochopit podmínky, za kterých jsme dosáhli následujících výsledků. Žádná z našich recenzí není placena ani dohlížena výrobcem zařízení, které testujeme. Další podrobnosti o testovací laboratoři StorageReview Enterprise a přehled jejích síťových možností jsou k dispozici na příslušných stránkách.

Micron M500DC používá 20nm MLC NAND paměť Micron a řadič Marvell s rozhraním SATA 6.0 Gb/s. Srovnatelné SSD disky pro tuto recenzi:

• Samsung SSD 840 Pro (512 GB, 300 MHz 3jádrový řadič Samsung MCX, 2x nm přepínací paměť NAND Flash od Samsungu, 6.0 Gb/s SATA)
• Samsung SM843 (240 GB, 300 MHz 3jádrový řadič Samsung MCX, 2x nm přepínací paměť NAND Flash od Samsungu, 6.0 Gb/s SATA)
• SMART Storage CloudSpeed ​​1000E (400 GB, řadič Marvell 9187, 19nm Toshiba MLC NAND, 6.0 Gb/s SATA)
• Micron M500 960GB (960 GB, řadič Marvell 9187, Micron 20nm MLC NAND, 6.0 Gb/s SATA)
• Micron P400m (400 GB, řadič Marvell 9187, Micron 25nm MLC NAND, 6.0 Gb/s SATA)
• Intel SSD DC S3500 (480 GB, řadič Intel PC29AS21CA0, 20nm MLC NAND Intel, 6.0 Gb/s SATA)
• Intel SSD DC S3700 (200 GB, řadič Intel PC29AS21CA0, 25nm MLC NAND Intel, 6.0 Gb/s SATA)

Podnikové SSD disky SAS a SATA jsou testovány na naší podnikové testovací platformě druhé generace založené na serveru Lenovo ThinkServer RD630 . Tato testovací platforma zahrnuje nejnovější propojovací hardware, jako je LSI 9207-8i HBA, a také optimalizace plánování I/O zaměřené na nejlepší možný výkon flash paměti. Pro syntetické benchmarky používáme FIO verze 2.0.10 pro Linux a verzi 2.0.12.2 pro Windows.

• 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB mezipaměti, 6 jader)
• Čipová sada Intel C602
• Paměť – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 registrované RDIMM
• Windows Server 2008 R2 SP1 64bitový, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64bitový
  • 100GB Micron RealSSD P400e Bootovací SSD
• LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s HBA (pro bootovací SSD)
• LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0 Gb/s HBA (pro benchmarking SSD nebo HDD)
• Adaptér Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0
• Adaptér Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0

Analýza pracovní zátěže aplikací

Abychom pochopili výkonnostní charakteristiky podnikových úložných zařízení, je nezbytné modelovat infrastrukturu a aplikační zátěže v živých produkčních prostředích. Naše první tři benchmarky Micron M500DC jsou proto MarkLogic NoSQL Database Storage Benchmark , výkon MySQL OLTP pomocí SysBench a výkon Microsoft SQL Server OLTP se simulovanou zátěží TCP-C.

Naše databázové prostředí MarkLogic NoSQL vyžaduje skupiny čtyř SSD disků s použitelnou kapacitou alespoň 200 GB, protože databáze NoSQL vyžaduje zhruba 650 GB prostoru pro své čtyři databázové uzly. Náš protokol používá hostitele SCST a prezentuje každý SSD disk v JBOD, s jedním alokovaným diskem na každý databázový uzel. Test se opakuje ve 24 intervalech, což pro SSD disky v této třídě vyžaduje celkem 30–36 hodin. MarkLogic zaznamenává celkovou průměrnou latenci i intervalovou latenci pro každý SSD disk.

Micron M500DC výrazně zaostával za špičkovými MLC SSD disky od společností SanDisk a Intel, stejně jako za spotřebitelsky orientovaným Samsung SSD 840 Pro s celkovou průměrnou latencí 13.729 ms. Dokázal se tak dostat před Samsung SM843 a Seagate SSD 600 Pro, stejně jako za klientsky orientovaný M500 se stejnou kapacitou.

Výsledky latence pro většinu operací během NoSQL benchmarku zůstaly na úrovni 60 ms nebo nižší, nicméně M500DC zaznamenal mírný počet nárůstů latence, ke kterým obvykle docházelo během operací zápisu do žurnálu.

Další aplikační benchmark zahrnuje databázi Percona MySQL OLTP měřenou pomocí SysBench . V této konfiguraci používáme skupinu serverů Lenovo ThinkServer RD630 jako databázové klienty a databázové prostředí uložené na jednom disku. Tento test měří průměrný počet transakcí za sekundu (TPS), průměrnou latenci a také průměrnou latenci 99. percentilu v rozsahu 2 až 32 vláken. Percona a MariaDB používají v nejnovějších verzích svých databází aplikační API Fusion-io s podporou flash paměti, ačkoli pro účely tohoto srovnání testujeme každé zařízení v jeho „starších“ režimech blokového úložiště.

Micron M500DC se v celém benchmarku MySQL držel uprostřed a dosáhl téměř 1 197 transakcí za sekundu při nejvyšším zatížení 32 vláken.

M500DC si během benchmarku MySQL udržel průměrné výsledky latence v horní polovině srovnatelných hodnot.

V našem nejhorším scénáři latence MySQL dosáhl Micron M500DC celkově třetího místa.

Testovací protokol Microsoft SQL Server OLTP od společnosti StorageReview využívá aktuální návrh benchmarku Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), online benchmarku pro zpracování transakcí, který simuluje aktivity v komplexních aplikačních prostředích. Benchmark TPC-C se více než syntetické benchmarky výkonu blíží měření silných stránek výkonu a úzkých míst úložné infrastruktury v databázových prostředích. Náš protokol SQL Server používá databázi SQL Server o velikosti 685 GB (škálování 3 000) a měří transakční výkon a latenci při zátěži 30 000 VU.

V našem testu SQL Serveru zaostávaly Micron M500DC a M500 s výrazným náskokem, umístily se pod Samsung SSD 840 Pro a špičkovými produkty Intel a SanDisk.

Aktualizace 5 / 13 / 2014:

Ve spolupráci s týmem StorageReview dokázala společnost Micron rychle izolovat úzké hrdlo na úrovni systému v naší testovací platformě Windows Server 2012 SQL Server a proaktivně poskytnout řešení, které je nyní integrováno do firmwaru M500DC. Při opakovaném testování ve stejném prostředí řešení úzké hrdlo odstranilo. S nejnovějším firmwarem dosáhl M500DC nejvyššího TPS ve skupině SATA, zaostával pouze za SAS SanDisk Optimus Eco.

Zaměříme se na celkovou průměrnou latenci a uvidíme, jak daleko zaostávají Micron M500DC a M500. Zatímco SanDisk a Intel si konkurují v rozmezí 19–464 ms, Micron M500DC dosáhl exponenciálně vyšší latence, která měřila 8 121 ms. To bylo lepší než klientsky orientovaný M500, který v této zátěži naměřil průměrnou latenci 75 916 ms, tj. 75 sekund.

Aktualizace 13. 5. 2014: S nejnovějším firmwarem aplikovaným na M500DC se latence dramaticky zlepšila na průměrných 32 ms, což vede ve srovnatelné skupině SATA.

Analýza syntetické pracovní zátěže

Naše syntetické benchmarkové protokoly začínají předběžnou úpravou cílového úložiště do ustáleného stavu se stejnou pracovní zátěží, která bude použita k testování zařízení. Proces předběžné úpravy využívá vysokou zátěž 16 vláken s nevyřízenou frontou 16 vláken na vlákno.

Předběžné testy a primární testy v ustáleném stavu:

• Propustnost (agregace IOPS pro čtení a zápis)
• Průměrná latence (zprůměrovaná latence čtení a zápisu)
• Maximální latence (špičková latence čtení nebo zápisu)
• Směrodatná odchylka latence (smíšeně zprůměrovaná směrodatná odchylka čtení a zápisu)

Jakmile je předběžná příprava dokončena, každé porovnávané zařízení je testováno napříč několika profily hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém i náročném využití. Naše syntetická analýza pracovní zátěže pro Micron M500DC používá profily 4k, 8k a 128k, které se široce používají ve specifikacích a benchmarkech výrobců.

• 4k profil
  • 100% čtení a 100% zápis
• 8K profil
  • 70 % čtení, 30 % zápis
  • 100 % 8 tisíc

Během procesu předběžné úpravy se Micron M500DC rychle ukázal jako nejlepší mezi srovnatelnými disky, když se přiblížil k ustálenému stavu poblíž 37 000 IOPS.

Nejlepší výkon Micronu M500DC během předběžného nastavování 4k také prodloužil průměrnou latenci, kde M500DC vykázal celkově nejnižší latenci po první hodině.

Micron M500DC si během předběžného testování 4k udržel maximální hodnoty latence v rámci tří nejlepších srovnatelných grafických karet a skončil těsně za Micronem P400M a Intel DC S3700.

Náš graf výsledků směrodatné odchylky z procesu předběžné úpravy 4k dat pokračuje v silném výkonu M500DC s náhodnými přenosy 4k dat, které se v ustáleném stavu blíží 5.8 ms.

Po dokončení předběžného nastavení 4k dokázal Micron M500DC dosáhnout 72 820 IOPS pro operace čtení a 37 041 IOPS pro operace zápisu v profilu 4k. Tyto výsledky propustnosti řadí M500DC na vrchol našich srovnatelných zařízení.

V ustáleném stavu dosáhl Micron M500DC průměrné latence 3.51 ms pro operace čtení a 6.91 ms pro operace zápisu. Oba výsledky opět řadí M500DC na vrchol našich srovnatelných zařízení.

Maximální latence čtení zaznamenaná během 4k benchmarku u M500DC byla 21.75 ms, což je druhá nejnižší hodnota mezi srovnatelnými zařízeními. Maximální latence zápisu 4k u M500DC byla omezena na 49.44 ms, což je dosud nejlepší hodnota v této třídě.

Výpočet směrodatné odchylky výsledků latence 4k ukazuje nízkou toleranci latence M500DC, ačkoli v tomto měření nedosáhl nejlepších celkových výsledků.

Po počátečním nárůstu výkonu během předběžné přípravy pro 8k přenosy a pracovní zátěži 70 % operací čtení a 30 % operací zápisu se M500DC usadil na třetím místě v propustnosti.

Průměrná latence Micronu M500DC se během předběžné přípravy pro profil 8k 70/30 blížila 11 ms.

Výsledky maximální latence 8k 70/30 během předběžné úpravy neodhalily u M500DC žádné významné problémy, a ten sice pokračoval ve svém silném, ale ne nejlepším výkonu mezi srovnatelnými zařízeními.

Výpočty směrodatné odchylky během procesu předběžné úpravy 8k 70/30 ukazují, že se M500DC v ustáleném stavu blíží 7.5 ms.

Po dokončení předběžné přípravy 8k 70/30 si Micron M500DC udržel celkové třetí místo v propustnosti a nezaznamenal žádný pokles výkonu v celém rozsahu počtu vláken a hloubky front použitých v tomto profilu.

Třetí místo v propustnosti, které obsadil Micron M500DC, se potvrdilo i při měření průměrné latence v profilu 8k 70/30.

Výsledky maximální latence z protokolu 8k 70/30 neodhalily u Micronu M500DC žádná problémová místa, přičemž žádný výsledek nepřesáhl 7.89 ms.

Naše výpočty směrodatné odchylky potvrzují konzistentní latenci M500DC v profilu 8k 70/30.

 

Závěr

SSD disk M500DC Enterprise kombinuje odborné znalosti společnosti Micron v oblasti konstrukce a výroby NAND disků, řadičů Marvell a technologického stacku Micron XPERT. M500DC se zaměřuje na použití v lehkých podnikových prostředích, které obvykle zahrnuje bootování serveru, činnosti zaměřené na čtení, jako je streamování médií nebo jiné aplikace, které obecně intenzivně čte. Nasazení M500DC také získává řadu podnikových funkcí, jako je ochrana proti výpadku napájení, které se u levných klientských disků, jež se do této oblasti často vkrádají, nenacházejí.

Pokud jde o splnění výkonnostních tvrzení společnosti Micron, M500DC bez problémů odpovídá syntetickým výsledkům, které Micron inzeruje. Ty ukázaly, že M500DC je silným konkurentem v úlohách 4k a 8k 70/30, ale naše testování aplikací ukázalo smíšený obraz. Během našeho testu MarkLogic NoSQL zaostával Micron M500DC za srovnatelnými disky od SanDisku a Intelu s 5.5krát vyšší latencí. Také se umístil pod oblíbeným Samsung SSD 840 Pro, na který se někteří podnikoví kupci obracejí v segmentu trhu s vysokou četbou dat. V našem testu Sysbench MySQL TPC-C se Micron M500DC umístil uprostřed, opět za modely od Intelu a SanDisku.

Naštěstí, pokud jde o počáteční nepravidelný výkon, který jsme zaznamenali v SQL, společnost Micron dokázala problém identifikovat a poskytnout nám beta verzi firmwaru k jeho vyřešení. Chvíli potrvá, než firmware přejde na GA, ale až se tak stane, je v některých prostředích Microsoftu rozdíl den a noc. Naše nová data s aktualizovaným firmwarem ukazují, že M500DC si v SQL Serveru vede na špici. Očekává se také, že disk Micron bude levnější než některá konkurence v segmentu lehkých podniků, takže v závislosti na ceně by M500DC mohl zaznamenat i solidní zlepšení v poměru IOPS/$.

Klady

• Silné výsledky v celé řadě našich syntetických benchmarků, zejména s rychlostí 4k přenosů
• Hodnotové oceňování
• Kvalitní komponenty
• Aktualizace 13. 5. 2014: Fantastický výkon SQL Serveru

Nevýhody

• Neuvěřitelně vysoká latence v úlohách SQL Serveru Aktualizace 13. 5. 2014: Ve spolupráci se společností StorageReview společnost Micron vylepšila výkon SQL Serveru.
• V testování MarkLogic NoSQL zaostává za srovnatelnými produkty Intel a SanDisk

Bottom Line

SSD disk M500DC Enterprise demonstruje interní inženýrské a výrobní zdroje společnosti Micron, které v tomto případě vytvořily disk s kvalitními komponenty. Poté, co společnost Micron provedla opravu firmwaru disku, nyní dosahuje fantastického výkonu v SQL Serveru, který odpovídá obdivuhodným výsledkům v syntetických benchmarkech.