Samsung SSD SM825 je SSD disk podnikové třídy, který je speciálně navržen pro datová centra s vysokými nároky na zápis. Stejně jako všechny SSD disky Samsung, i SM825 využívá veškeré interní odborné znalosti společnosti Samsung, včetně vlastní eMLC NAND paměti, tříjádrového řadiče a specializovaného firmwaru, který pomáhá dosáhnout 7 000 TBW, což je 100krát více, než je často vidět u standardní MLC NAND paměti, a zároveň je cenově výhodnější a s SLC NAND nabízí téměř paritní výkon. Konečným výsledkem jsou naměřené rychlosti náhodného zápisu 4K dat v ustáleném stavu přesahující 9 800 IOPS a sekvenční rychlosti zápisu 2MB dat přesahující 200 MB/s.
Na podnikovém trhu využívá Samsung dvě plně interní flash řešení zaměřená na datová centra, která potřebují produkty pro různé pracovní zátěže. Pro segment s intenzivním čtením nabízí Samsung PM830, který se velmi podobá klientskému SSD disku 830, ale s upraveným firmwarem určeným pro vyšší nepřetržité pracovní zátěže. PM830, vybavený MLC NAND pamětí, je schopen ukládat až 60 TBW s rychlostí přesahující 500 MB/s a rozhraním SATA 6.0 Gb/s.
Pro firemní segmenty, které potřebují SSD s větší výdrží pro zátěže náročnější na zápis, má Samsung model SM825, který nabízí až 7 000 TBW. V tomto režimu se kupující nejvíce zajímají o trvalý výkon po dobu týdnů, měsíců nebo let, kdy je nejvyšší výkon v ustáleném stavu. I když je nižší než u PM830 v burstovém režimu, Samsung SM825 je schopen dosáhnout rychlosti zápisu 200 MB/s a náhodného zápisu 10 000 IOPS, dokud není vyřazen z provozu. Na první pohled se můžete ptát, proč má pouze rozhraní SATA 3.0 Gb/s, ale při pohledu na čísla výkonu v ustáleném stavu tuto extra šířku pásma k výkonu nepotřebuje.
Kromě výkonu čtení a zápisu představuje SM825 také vyšší úroveň spolehlivosti s MTBF 2 miliony hodin oproti 1.5 u PM830. Dalším velkým rozdílem je uváděná neopravitelná bitová chybovost neboli UBER, která u SM825 měří 1:10^ 17 oproti 1:10^ 15 u PM830. SM825 také využívá interní ochranu napájení mezipaměti pomocí kondenzátorů k vyprázdnění informací z DRAM do NAND v případě výpadku napájení. Při přenosu výrazně většího množství dat během životnosti SSD disku znamená menší počet chyb a nižší míru selhání úsporu času a peněz v datovém centru.
SM825 využívá rozhraní SATA 3.0 Gb/s spolu se standardním 2.5″ formátem a výškou disku 15 mm. Je k dispozici ve třech kapacitách: 100 GB, 200 GB a 400 GB; náš recenzovaný model má kapacitu 200 GB. Mezi další přednosti patří 256bitové šifrování AES, 30nm E-MLC Toggle NAND, 256MB SDRAM cache, ochrana napájení cache a kartáčovaný kovový design.
Technické specifikace Samsung SSD SM825:
- Nabízené kapacity
- 100 GB – MZ5EA100HMDR-00003 (hustota NAND 128 GB)
- 200 GB – MZ5EA200HMDR-00003 (hustota NAND 128 GB)
- 400 GB – MZ5EA400HMFP-00003 (hustota NAND 256 GB)
- Tvarový faktor – 2.5 palce
- SATA 3.0 Gb/s (podpora nativní fronty příkazů s hloubkou 32)
- 3jádrový ARM řadič Samsung S3C29MAX01-Y330
- Paměť Samsung K9HDGD8U5M-HCE0 E-MLC 30nm třídy Toggle DDR NAND Flash
- Paměť cache Samsung K4T2G314QF-MCF7 s 256 MB DDR2-800 SDRAM
- Šifrování AES-256
- MTBF – 2 miliony hodin
- Neopravitelný počet bitových chyb (UBER) – 1 z 1017
- Trvalý výkon – 400 GB
- Trvalé čtení dat: 250 MB/s
- Trvalý zápis dat: 220 MB/s (110 MB/s pro 100 GB)
- Náhodné čtení IOPS: 43 tisíc IOPS
- Náhodný zápis IOPS: 11K IOPS (5.5K IOPS pro 100GB)
- Spotřeba energie (měřeno se 100% náhodným čtením/zápisem 4K)
- Spotřeba: 1.8 W
- Zápis: 3.4 W
- V klidu: 1.3 W
- Napište vytrvalost
- 100 GB: 7 000 TBW
- 200 GB: 7 000 TBW
- 400 GB: 7 000 TBW
- Ochrana napájení mezipaměti
- Uchovávání dat bez vlastního zdroje – 3 měsíce
- Rozměry – 100 × 69.85 × 15 mm
- Hmotnost – 140–146 g
Návrh a demontáž
Společnost Samsung má způsob, jak dát každému svému produktu poutavý a stylový design, i když bude 99.9 % své životnosti skrytý. Tento trend jsme zaznamenali u posledních dvou spotřebitelských SSD disků od Samsungu, včetně SSD 470 a SSD 830; oba s barevným designem, který se odlišuje od ostatních SSD disků na trhu.
I když bychom neřekli, že dobrý design je důvodem k nákupu konkrétního SSD disku, může vás to donutit k zamyšlení, že když věnují tolik pozornosti vnějšímu povrchu skříně, jaká překvapení vás čekají u součástí, které nevidíte?
SSD disk Samsung SM825 Enterprise SSD se vyznačuje kartáčovaným kovovým designem, který je zmíněn i v technické příručce. Tělo je vyrobeno z kovové slitiny s robustní litou konstrukcí a stěnami o tloušťce 1.75 mm, což je dostatečné na to, aby vydrželo chůzi bez nutnosti ohnutí skříně. Na první pohled by vás mohlo zajímat, proč byla skříň navržena takto, když může být vyrobena z plastu a přitom zůstat stejně robustní; je to proto, že tělo slouží také jako chladič pro komponenty uvnitř SSD disku.
Horní a spodní kryt je opatřen velkými tepelnými podložkami, které odvádějí teplo z paměti NAND, řadiče, paměti SDRAM a kondenzátorů do skříně, která pak vyzařuje tepelnou energii do šasi serveru, ve kterém je nainstalován. Vzhledem k tomu, že spotřeba energie při maximálním provozu přesahuje 5 wattů, je schopnost odvádět teplo od vnitřní elektroniky důležitým faktorem, pokud by instalace produktu mohla znamenat více než 5 let nepřetržitého provozu. Tepelná účinnost je také důležitým prodejním argumentem, protože kupující zvažují SSD disky oproti vysokorychlostním pevným diskům, které mají s sebou podstatně vyšší náklady na chlazení.
Vědět, jaké součásti se nacházejí uvnitř SSD disku, je téměř stejně důležité jako jeho výkon v provozu. Rozdíl mezi MLC a Enterprise MLC (eMLC) NAND je použitelná životnost přibližně 6 940 TBW. Vzhledem k prostředí s vysokým počtem zápisů je disk Samsung SSD SM825 vyladěn, proto společnost Samsung disk vhodně vybavila, včetně vlastní přepínací DDR NAND paměti eMLC třídy 30nm, která je ukládána do vyrovnávací paměti s 256 MB paměti Samsung DDR2-800 SDRAM a je spravována tříjádrovým řadičem ARM S3C29MAX01-Y330 od společnosti Samsung. Díky interní výrobě všech komponent si společnost Samsung může vybrat komponenty nejvyšší kvality a dosáhnout kompletní hardwarové a softwarové integrace, která by jinak mohla chybět, pokud by se pro klíčové komponenty spoléhala na externí společnosti.
Ochranu dat v případě výpadku napájení zajišťují čtyři velké ultrakondenzátory, které umožňují vyprázdnění dat z paměti SDRAM při ztrátě přívodního napájení. Po instalaci v systému potřebují tyto kondenzátory k nabití maximálně 55 sekund, během nichž je vyrovnávací paměť mezipaměti deaktivována (režim zápisu). Jakmile jsou kondenzátory v provozu, SSD disk přejde do normálního provozního režimu, kde mezipaměť plně funguje a má dostatek času na vyprázdnění do paměti NAND v případě výpadku napájení. Pro vysvětlení tohoto chování společnost Samsung ve své technické příručce uvádí diagram, který tento proces popisuje.
Podnikové benchmarky
Flash média je třeba testovat jiným způsobem než standardní plotnové mechaniky a dokonce i klientské SSD disky. Výkon flash paměti se mění s déle, než na disk zapisujete, a rychlosti se snižují, dokud disk nedosáhne své ustálené rychlosti. V podnikovém prostředí je počáteční burst sotva relevantní, pokud po jedné hodině používání disk již nedosahuje této rychlosti. Zde přichází na řadu benchmarking v ustáleném stavu, který ukazuje, jak si disk vede při nepřetržitém zatížení. Z tohoto důvodu byly všechny následující benchmarky předběžně podmíněny a zaznamenány v ustáleném režimu.
Porovnali jsme 200GB Samsung SSD SM825 (SATA, eMLC NAND) se 100GB Micron P300 (SATA, SLC NAND) a 400GB Toshiba MKx001GRZB (SAS, SLC NAND), abychom poskytli vyvážené srovnání SSD disků, které by kupující viděli ve stejné kategorii podnikových disků s vysokými nároky na zápis. K porovnání disku SM825 a jeho přesné reprezentaci jsme použili také naši novou testovací platformu a metodologii. Jako podniková testovací platforma použitá v této recenzi je použit Lenovo ThinkServer RD240, vybavený dvěma procesory Intel Xeon X5650 a systémem Windows Server 2008 R2. Pro benchmarky s jedním diskem připojujeme každý SSD disk přes LSI SAS 9211-8i HBA, abychom změřili výkon bez jakéhokoli vlivu mezipaměti. Všechny údaje IOMeter 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 Samsung uvádí pro svůj 400GB SM825 rychlost čtení 250 MB/s a ustálenou rychlost zápisu 200 MB/s. Očekáváme, že recenzovaný model s nižší kapacitou 200 GB bude mít nižší než uvedené hodnoty.
Naměřili jsme ustálenou rychlost čtení 193 MB/s a rychlost zápisu 206 MB/s. To bylo sice méně než u protějšků SATA/SAS 6.0 Gb/s od Micronu a Toshiby SLC, ale to se dalo očekávat.
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.
V testu náhodného přenosu 2 MB byly naměřeny ustálené rychlosti čtení 174 MB/s a zápisu 86 MB/s. Rychlosti čtení se od čistě sekvenčního testu mírně snížily, ale překvapivé bylo dosažení rychlosti zápisu 86 MB/s, která byla vyšší než u SSD disku Toshiba a nižší než u Micronu P300. Samsung si nedělal legraci, když tvrdil, že tento disk by mohl konkurovat SSD diskům založeným na SLC na podobné úrovni.
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.
Společnost Samsung uvádí, že u 400GB modelu dosahuje maximální trvalé rychlosti náhodného čtení 4K dat 35 000 IOPS, přičemž u menších kapacit se očekává nižší rychlost. V nejvyšším rozsahu naměřil náš 200GB SM825 rychlost 30 510 IOPS při hloubce fronty 16 a na této úrovni se udržel až do hloubky fronty 64.
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.
Na našem 200GB SM825 jsme naměřili ustálenou rychlost náhodného zápisu 4K dat 9 847 IOPS, což se velmi blíží hodnotě 10 000 IOPS, kterou Samsung uvádí u 400GB modelu. Při této rychlosti disk průměrně přenášel data rychlostí 38 MB/s s průměrnou latencí 3.25 ms. Během tohoto testu dosáhl maximální doby odezvy 61.43 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.
Samsung SSD SM825 naměřil průměrnou rychlost 15 589 IOPS, což nebylo příliš daleko za jeho protějšky založenými na SLC. V tomto scénáři zaostával za Toshiba SSD o přibližně 25 %.
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.
Samsung SM825 založený na eMLC stále zaostával za Toshibou založenou na SLC v profilu souborového serveru o 22.9 %, ale byl pouze o 7.3 % pomalejší než Micron P300.
Profil našeho webového serveru je pouze pro čtení s rozsahem velikostí přenosu od 512 bajtů do 512 kB.
Díky mnohem vyšším rychlostem čtení u disků SATA/SAS 6.0 Gb/s Toshiba MKx001GRZB a Micron P300 zaostával Samsung SM825 v profilu webového serveru pouze pro čtení. Dosáhl průměrné rychlosti 12 199 IOPS ve srovnání s 16 584 IOPS u P300 a 24 193 u Toshiby.
Poslední profil se zaměřuje na pracovní stanici s poměrem 20 % zápisu a 80 % čtení s využitím přenosové rychlosti 8K.
Profil pracovní stanice byl u SM825 s eMLC bezpochyby nejtěžší, přičemž SLC SSD v této situaci prokázaly mnohem větší výkon. SM825 se dostal do rychlosti 6 443 IOPS ve srovnání s 22 926 IOPS u P300 a 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 ukazatelem, o který se společnosti při výběru SSD nebo pevných disků zajímají. Spotřeba energie může být v určitých případech obrovským faktorem, takže dává smysl vědět, jak si disk povede při konstantním zatížení. Jedním z klíčových sdělení, které Samsung prosazuje za modelem SM825, je nízká spotřeba energie. Ve srovnání s tradičními 15K SAS pevnými disky spotřebovává SM825 v klidovém stavu 1.8 wattu oproti 8.5 wattu u 15K RPM pevného disku, což představuje masivní snížení spotřeby. Při aktivním používání s náhodným čtením 4K dat (70 % čtení / 30 % zápis) se spotřeba energie zvyšuje na 12.6 wattu u pevného disku a 3.2 wattu u SM825. Tato čísla jsou při výpočtu celkových nákladů na vlastnictví (TCO) obrovská; 22 IOPS/watt při aktivním provozu pevného disku, zatímco SM825 dosahuje 7 200 IOPS/watt.
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 Samsung SSD SM825 5.11 wattu nebo méně. Největší spotřebou energie pro SM825 byl sekvenční zápis QD4 2MB, s průměrnou spotřebou 5.11 wattu za celou dobu testu. Na druhém místě byl náhodný zápis 4K QD32, na třetím sekvenční čtení QD4 a čtvrté stabilní čtení 4K QD32. Během náročné zápisové aktivity spotřebovával disk Samsung SSD SM825 těsně pod úrovní výkonu, kterou vyžadoval disk SAS 6.0 Gb/s Toshiba MKx001GRZB, i když spotřeba se při vysokém čtecím zatížení rychle snižovala na mnohem nižší úrovně, blížící se paritě s Micronem P300.
Velký tlak na eMLC SSD v prostředí datových center se týká ceny za GB a počtu IOPS/watt. Vypočítali jsme hodnotu 14 980 IOPS/watt při čistě náhodném čtení 4K dat s hloubkou fronty 32, což klesá na 2 042 IOPS/watt, pokud se místo toho podíváte na stabilní náhodný zápis 4K dat. V porovnání s 38 481 IOPS/watt při čtení nebo 10 119 IOPS/watt při zápisu u Micronu P300 nebo 16 385 IOPS/watt při čtení nebo 3 082 IOPS/watt při zápisu u Toshiby. Ve skutečnosti záleží na potřebách firmy, na nalezení nejlepšího poměru výkonu a energie (nebo jen čistě výkonu), který se bere v úvahu při nákupu SSD nebo pevného disku.
Závěr
Jak víme, v podnikových prostředích jde u SSD disků spíše o trvalý výkon po celou dobu jejich životnosti než o samotné rychlosti načítání. Také pozorujeme posun od dražších SLC SSD disků k cenově dostupným eMLC SSD diskům, protože podnikoví uživatelé hledají ideální poměr výkonu a celkových nákladů na vlastnictví. Toto odvětví jasně ukázalo, že eMLC NAND má dostatečnou výdrž pro datová centra a společnost Samsung toto sdělení dále podporuje svým modelem SM825 s kapacitou 400 GB, který se může pochlubit 7 000 TBW.
S přechodem na eMLC přichází očekávaný pokles výkonu ve srovnání s SSD disky používajícími SLC NAND. Ke cti společnosti Samsung je třeba poznamenat, že tento problém v maximální možné míře zmírňuje výběrem nejlepší NAND paměti ze svých továren. Používají také vlastní procesory a inženýry, kteří vytvářejí vlastní firmware, takže celek funguje harmonicky, což znamená lepší výkon, spolehlivost a kompatibilitu. V našich testech jsme zjistili, že SM825 nabízí v několika situacích většinu výkonu SLC SSD. V profilech databáze a souborového serveru zaostával SM825 za SLC Toshiba MKx001GRZB o 25 %, respektive 22.9 %. V profilu webového serveru s vysokou četbou a ve scénáři pracovní stanice zaostával SM825 o více, a to o 49.6 %, respektive 75.5 %, ale spravedlivě je třeba poznamenat, že tento SSD disk není pro tuto konkrétní zátěž navržen.
Na začátku této recenze jsme zmínili, že primární cílovou skupinou pro tento disk jsou podniky. S rostoucím počtem hodin a TB záznamů na SSD discích si kupující mohou vybrat disk, který nejlépe vyhovuje jejich scénářům použití; ať už je to MLC, eMLC nebo SLC. Vzhledem k obrovským cenovým rozdílům mezi jednotlivými disky dává velký smysl pořídit si ten, který nejlépe odpovídá vašemu modelu celkových nákladů na vlastnictví (TCO). Samsung SSD SM825 vybavený eMLC NAND sice splňuje požadavky na SSD disk s vysokou zápisovou náročností pro podniky, ale stále se dodává za mnohem nižší cenu ve srovnání s konkurencí v SLC. Pro firmy, které splňují požadavky na rychlost/využití, má koupě tohoto disku smysl, v jiných situacích nikoli.
Klady
- Kompletní interní řešení
- Silný ustálený stav s 10 000 IOPS v náhodném 4K
- 7 000 TBW z modelu s kapacitou 400 GB
Nevýhody
- Pomalejší rychlosti čtení SATA 3.0 Gb/s snižují rychlost v situacích s velkým čtením ve srovnání s SAS a SATA 6.0 Gb/s SLC SSD disky.
Závěrem
Vzhledem k využití v datových centrech, pro které byl disk Samsung SM825 SSD vytvořen, si disk vedl dobře a v ustáleném náhodném testování 4K dosahoval téměř 10 000 IOPS. Levnější rozhraní eMLC a SATA zdůrazňují jeho hodnotu, zatímco vlastní NAND, řadič, mezipaměť DRAM a vlastní firmware od Samsungu zajišťují solidní výkon, spolehlivost a kompatibilitu – to vše je vzhledem k očekávané dlouhé životnosti tohoto SSD disku velmi důležité. SM825 nakonec nabízí skvělou kombinaci funkcí a jistě se dostane do užšího výběru mnoha firemních kupujících, kteří chtějí ušetřit více peněz tím, že do specifických scénářů použití zapojí cílenější SSD disky.
Diskutujte o této recenzi
Amazon