Recenze SSD disku Samsung SM863

by Adam armstrong on August 21, 2015

Enterprise ◇ SSD

Nejnovějšími podnikovými SATA SSD disky od společnosti Samsung jsou dvě nové řady, PM863 a SM863. Model SM863 je kompletně vyráběn přímo v Samsungu s použitím všech komponent Samsung. SM863 je navržen spíše pro aplikace náročné na zápis, zatímco PM863 je určen spíše pro aplikace náročné na čtení. SM863 využívá technologii Samsung V-NAND, která SSD diskům poskytuje vyšší hustotu při menší zastavěné ploše. Disk je k dispozici v pěti kapacitách od 120 GB do 1.92 TB.

Společnost Samsung poprvé představila svou novou řadu SSD disků na veletrhu CES v lednu letošního roku. Disky jsou sice pro podniky dostupné již nějakou dobu, ale nyní se prodávají i malým a středním podnikům. Model SM863 je ideální pro aplikace, jako jsou poštovní servery, datové sklady a vysoce výkonné výpočty, které více využívají zápisovou stranu úložiště. SM863 je navržen pro vysokou odolnost a trvalou konzistenci IOPS. Disky jsou také vybaveny tantalovými kondenzátory pro ochranu proti výpadku napájení, což z nich činí atraktivní volbu pro datová centra, která jsou v provozu 24 hodin denně, 7 dní v týdnu (disk má také vestavěnou tepelnou ochranu, která zabraňuje přehřátí). Disky SM863 mají pokročilý engine s kódem pro korekci chyb (ECC), který proaktivně vyhledává a opravuje nesrovnalosti v signálu v reálném čase.

Přestože disk nabízí dlouhý seznam výhod, uvádí také poměrně vysoký výkon. Disky s větší kapacitou uvádějí rychlost sekvenčního čtení 520 MB/s a sekvenčního zápisu 485 MB/s. Výkon při náhodném čtení je uváděn na 97 000 IOPS pro čtení a 29 000 IOPS pro zápis. To vše při nízké spotřebě energie a spolehlivosti 2 milionů hodin MTBF.

Samsung SM863 se dodává s 5letou zárukou a jeho cena začíná na 140 dolarech u 120GB modelu. V naší recenzi se podíváme na 960GB model.

Specifikace SSD disku Samsung SM863:

Tvar: 2.5”
Kapacity:
- 120 GB (MZ-7KM120Z)
- 240 GB (MZ-7KM240Z)
- 480 GB (MZ-7KM480Z)
- 960 GB (MZ-7KM960Z)
- 1.92 TB (MZ-7KM1T9Z)
Rozhraní: SATA 6 Gb/s
Kontroler: Interní Samsung Mercury
NAND: Samsung 2bit-VNAND
- Výkon:
  - 120GB
    - Sekvenční čtení: 14 700 MB/s
    - Sekvenční zápis: 13 400 MB/s
    - Náhodné čtení: 100 000 IOPS
    - Náhodný zápis: 78 000 IOPS
    - CAS Latency: 100
    - TBW: 770
  - 240GB
    - Sekvenční čtení: 14 700 MB/s
    - Sekvenční zápis: 13 400 MB/s
    - Náhodné čtení: 100 000 IOPS
    - Náhodný zápis: 78 000 IOPS
    - CAS Latency: 100
    - TBW: 1,540
  - 480GB
    - Sekvenční čtení: 14 700 MB/s
    - Sekvenční zápis: 13 400 MB/s
    - Náhodné čtení: 100 000 IOPS
    - Náhodný zápis: 78 000 IOPS
    - CAS Latency: 10
    - TBW: 3,080
  - 960GB
    - Sekvenční čtení: 14 700 MB/s
    - Sekvenční zápis: 13 400 MB/s
    - Náhodné čtení: 100 000 IOPS
    - Náhodný zápis: 78 000 IOPS
    - CAS Latency: 100
    - TBW: 6,160
  - 1.92TB
    - Sekvenční čtení: 14 700 MB/s
    - Sekvenční zápis: 13 400 MB/s
    - Náhodné čtení: 100 000 IOPS
    - Náhodný zápis: 78 000 IOPS
    - CAS Latency: 100
    - TBW: 12,320
Výkon:
- Spotřeba (W) čtení/zápis: 2.4 W/3.1 W
- Napětí: 5V ± 5%
MTBF: 2M
- Životního prostředí:
  - Provozní teplota: 0 ° C až 70 ° C
  - Provozní vlhkost: 5 % až 95 %, bez kondenzace
Rozměry (Š x V x H): 3.94″ x 2.76″ x 0.39″
Hmotnost: 14 liber.
Záruka: 5 let

Navrhněte a postavte

Pokud jde o design, Samsung ví, co pro něj funguje, a toho se drží. SM863 vypadá velmi podobně jako ostatní SSD disky, které vyrábí. Má minimalistický, tenký design s plochou černou horní částí s logem Samsung. Spodní strana disku je vybavena štítkem se všemi klíčovými informacemi o disku.

Uvnitř SSD disku Samsung SM863 lze vidět vysoce vertikálně integrované komponenty, od paměti Samsung V-NAND až po řadič SSD disku Samsung. Srdcem disku je řadič Mercury od společnosti Samsung.

Kapacitu disku zajišťuje osm 128GB čipů Samsung 2bit-VNAND. Čtyři na každé straně desky plošných spojů.

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 administrátoři 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.

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 pro Samsung SM863 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 celkem vyžaduje 30–36 hodin. MarkLogic zaznamenává celkovou průměrnou latenci i intervalovou latenci pro každý SSD disk.

V našich testech celkové průměrné latence s využitím databázového benchmarku MarkLogic NoSQL dosáhl nejlepších výsledků disk Samsung SM863 s latencí 1.826 ms. Porazil tak všechny ostatní disky včetně nového PM863.

Pokud jde o průměrnou latenci v našich testech MarkLogic NoSQL, SM863 vykázal pouze několik výrazných nárůstů (maximální latence sloučeného zápisu dosáhla pouhých 23 ms), přičemž drtivá většina testů latence dosáhla pod 9 ms.

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.

Při pohledu na výstup SQL Serveru SM863 opět podával silný výkon. Celkově se disk umístil na čtvrtém místě s 6 303,3 TPS, ale byl jen 6 TPS od disku, který skončil na prvním místě, HK3R2.

S průměrnou latencí se SM863 opět umístil na prvním místě s latencí 10 ms.

Další aplikační benchmark zahrnuje databázi Percona MySQL OLTP měřenou pomocí SysBench . Tento test měří průměrný TPS (počet transakcí za sekundu), 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.

V našem benchmarku průměrného počtu transakcí za sekundu začal SM863 zaostávat za některými ostatními disky, ale rychle se ujal vedení a udržel si ho s maximem 1 692 IOPS.

S průměrnou latencí v našem testu SysBench vidíme podobné výsledky jako výše, kdy SM863 začíná uprostřed a poté se dostává dopředu, přičemž s průměrnou latencí 18.91 ms těsně poráží HK3R2.

Graf průměrné latence 99. percentilu v testu Sysbench znázorňuje nejhorší možný případ latence u srovnatelných disků. V tomto testu oba disky Samsung překonaly zbytek sestavy, přičemž SM863 opět dosáhl nejlepších výsledků s celkovou nejnižší latencí 32.29 ms.

Analýza syntetické pracovní zátěže v podniku

Výkon flash paměti se mění s tím, jak se disk přizpůsobuje své pracovní zátěži, což znamená, že flash úložiště musí být před každým syntetickým benchmarkem fio předběžně připraveno , aby byla zajištěna jejich přesnost. Každý z porovnatelných disků je bezpečně vymazán pomocí nástrojů dodavatele a předběžně připraven do ustáleného stavu s vysokou zátěží 16 vláken a 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 úprava dokončena, každé zařízení je testováno v intervalech napříč několika profily hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém a náročném využití. Naše syntetická analýza pracovní zátěže pro Samsung SM863 používá dva profily, které se široce používají ve specifikacích a benchmarkech výrobců.

4k
- 100% čtení a 100% zápis
8k
- 70 % čtení/30 % zápis

V našem testu předzápisu s propustností 4k dat začal SM863 jako nejsilnější s výkonem v burst režimu kolem 62 000 IOPS. V ustáleném stavu však klesl na přibližně 31 000 IOPS a Micron DC500 obsadil první místo s přibližně 37 000 IOPS v ustáleném stavu.

Průměrná latence při předběžném zpracování 4K nám dává podobné umístění jako výše. SM863 začíná silně kolem 4 ms, ale v ustáleném stavu se zvyšuje až na přibližně 8 ms, což je opět pokles u DC500.

Maximální latence pokračuje ve vzorci, kdy SM863 skončil na druhém místě za DC500. Tentokrát měl SM863 vyšší latenci, kolem 60 ms, ale byla konzistentnější než DC500, který skákal mezi nízkými 30 ms a vysokými 60 ms.

Výpočty směrodatné odchylky usnadňují vizualizaci konzistence výsledků latence SM863. Zde vidíme, že SM863 obsadil první místo s dobou odezvy kolem 5 ms v ustáleném stavu a porazil tak všechny ostatní disky včetně DC500.

Jakmile byly podnikové disky otestovány, podrobili jsme je našim primárním syntetickým benchmarkům s rychlostí 4k (16 vláken, 16 front, 100 %). V našem testu propustnosti se SM863 umístil na prvním místě ve výkonu čtení s 79 893 IOPS, což z něj činí dosud nejvýkonnější podnikový SATA SSD disk. Ve výkonu zápisu se umístil na druhém místě s 30 496 IOPS.

Průměrná latence vykreslila podobný obrázek, přičemž SM863 dosáhl nejlepší rychlosti čtení s 3.203 ms (těsně zaostal za PM863 s 3.206 ms) a druhý nejlepší výkon při zápisu s 8.393 ms.

Maximální latence je poprvé, kdy se SM863 nedostal na vrchol. Zde se disk propadl do středu s latencí čtení 26.47 ms, ale opět skončil druhý s latencí zápisu 68.64 ms.

Směrodatná odchylka nám ukazuje stejné umístění jako maximální latence, přičemž SM863 má latenci čtení 2.057 ms a latenci zápisu 5.45 ms, což jej opět řadí na druhé místo v počtu zápisů.

Naše další úloha využívá 8k přenosů s poměrem 70 % operací čtení a 30 % operací zápisu. SM863 začínal na vrcholu, kolem 50 000 IOPS, a nakonec se umístil na prvním místě s ustáleným stavem kolem 40 000 IOPS.

S průměrnou latencí si SM863 udržuje náskok s latencí kolem 6 ms v ustáleném stavu.

Co se týče maximální latence, SM863 a PM863 soupeří o první místo, nicméně SM863 dokáže PM863 po většinu benchmarku překonat. Jeho latence se pohybovala kolem 30 ms, zatímco PM863 se pohybovala kolem středních 30 ms.

Se směrodatnou odchylkou se SM863 v první části testu pohyboval zhruba uprostřed, než se postupně dostal dopředu a s časem kolem 5 ms obsadil první místo.

Jakmile jsou disky předem připraveny, benchmark propustnosti 8k 70/30 mění intenzitu zátěže od 2 vláken a 2 front až po 16 vláken a frontu 16. Zde vidíme, jak SM863 překonává ostatní disky s maximem 40 079 IOPS.

Při přechodu na průměrnou latenci vidíme podobné výsledky, přičemž nejnovější disk od Samsungu běží mnohem lépe než ostatní testované disky, přičemž SM863 opět obsadil první místo s celkově nejnižší latencí po většinu testu.

S maximální latencí si všechny tři testované disky Samsung vedly dobře, přičemž SM863 se na konci probojoval dopředu a opět obsadil první místo.

Při pohledu na směrodatnou odchylku měl SM863 nejnižší latenci v hloubce fronty terminálu, během testu zaostával za některými ostatními disky.

Závěr

Společnost Samsung uvedla na trh novou řadu SSD disků, SM863, určenou jak pro podniky, tak pro menší datová centra. SM863 je disk s vysokou zápisovou náročností, který je konstruován pro vysokou odolnost, vysoký výkon a nízkou spotřebu energie. SM863 se vyznačuje stabilním výkonem IOPS, vestavěnou tepelnou ochranou, která zabraňuje přehřátí, a je dodáván s tantalovými kondenzátory pro ochranu proti výpadku napájení. Co se týče výkonu, SM863 uvádí, že dosahuje rychlosti až 520 MB/s při čtení a 485 MB/s při zápisu s výkonem čtení až 97 000 IOPS. Disk se dodává s vysokou kapacitou až 1.92 TB a s 5letou zárukou.

Pokud jde o výkon, SM863 nám ukázal docela působivá čísla. V naší analýze pracovní zátěže aplikací měl SM863 extrémně nízkou latenci, a to jak v celkové, tak i průměrné latenci v našem testu MarkLogic. V našem SQL serveru měl disk nejnižší latenci s 10 ms. V našem testu SysBench se SM863 umístil na vrcholu ve všech třech testech. Po přechodu na syntetické benchmarky SM863 pokračoval ve své vítězné sérii s výkonem čtení 79 893 IOPS, průměrnou latencí čtení 3.203 ms a standardní odchylkou latence zápisu 5.45 ms. V našem 8K 70/30 se SM863 umístil na vrcholu pokaždé, v některých případech byl mnohem lepší než všechny ostatní disky s výjimkou PM863.

Klady