Společnost Samsung byla první, kdo se věnoval 2.5" NVMe SSD diskům pro podniky, když v létě 2013 oznámila model XS1715. Byl to také první SSD disk, který využíval nový konektor SFF-8639. Ačkoli se disk dostal do masové výroby až v září 2014, XS1715 si okamžitě osvojili výrobci serverů OEM, kteří se snažili posunout hranice možností v oblasti vysokorychlostního úložiště serverů. Poprvé jsme XS1715 viděli v serveru Dell PowerEdge R920, který je součástí řady serverů Dell se 4x větším výkonem CPU. Společnost Dell v tomto systému podporovala až osm NVMe disků a i s pouhými dvěma 800GB XS1715 jsme zaznamenali více než 1.1 milionu IOPS při čtení 4K dat a více než 800 000 IOPS při čtení 8K dat. Uvádí se také, že dosahuje sekvenční rychlosti čtení až 3 000 MB/s, což mu umožňuje zpracovat 500 GB dat za méně než 3 minuty. Proto se s poněkud opožděním podíváme na 1.6TB SSD disk XS1715, abychom zjistili, jak si poradí s trochou věku, jelikož zbytek odvětví se snaží setřást Samsung z jeho dřívější vedoucí pozice na trhu podnikových NVMe.
Od té doby se na trhu objevilo několik disků NVMe, například Memblaze PBlaze4 a Intel SSD DC P3700, s nimiž budeme XS1715 porovnávat v naší výkonnostní sekci recenze.
Srdcem disku XS1715 je řadič PMC 89HF16P04CG3, což je vysoce výkonný řadič PCIe Flash optimalizovaný pro podnikové úlohy. Řadič se také skládá z programovatelné architektury, která umožňuje vývojářům SSD disků řídit diferenciaci produktů prostřednictvím úprav firmwaru. Tohoto je něco, čeho Samsung rozhodně využil. XS1715 je také vybaven plnou ochranou datové cesty a ochranou proti výpadku napájení díky tantalovým kondenzátorům. XS1715 nabízí neopravitelnou bitovou chybovost (UBER) 1 z 1017. XS1715 se také vyznačuje působivou dobou mezi poruchami (MTBF) dva miliony hodin. SSD disk XS1715 NVMe je k dispozici v kapacitách 400 GB, 800 GB a 1.6 TB, přičemž první jmenovanou budeme testovat. Disk Samsung je navíc součástí seznamu integrátorů NVMe (IL), což znamená, že XS1715 je snadno spravovatelný disk a vysoce spolehlivé řešení pro datová centra i servery/úložiště.
SSD disk XS1715 je dodáván s pětiletou zárukou a je kryt pětiletou zárukou DWPD.
Specifikace Samsungu XS1715
- Tvarový faktor 2.5”: (SFF-8639)
- Kapacita (GB): 400 GB, 800 GB, 1.6 TB
- Hostitelské rozhraní: PCIe Gen 3.0 (x4) — NVMe
- Fyzické rozměry: 100 x 70 x 15 mm
- Hmotnost: 210g
- MTBF: 2,000,000 hodin
- Neopravitelný počet chyb v bitech (UBER): 1 z 1017
- Spotřeba energie (aktivní/nečinný): 25/8 W
- Trvalý výkon
- Latence čtení: 90 μs
- Latence zápisu: 25 μs
- 4K náhodné čtení: Až 750 000 IOPS
- 4K náhodných zápisů: Až 115 000 IOPS
- 128K sekvenční čtení: až 3 000 MB/s
- 128K sekvenčních zápisů: až 1 400 MB/s
- Vytrvalostní 4K Náhodné WPD:
- 400 GB: 7 WPD
- 800 GB/1.6 TB: 5.6 WPD
Design a budování
XS1715, dostupný v 2.5" provedení s výškou Z 15 mm, se propojuje se sběrnicí PCIe pomocí konektoru SFF-8639. Ačkoli vypadá podobně jako typický SAS konektor, není. Vzhled a dojem z XS1715 je v souladu se zbytkem portfolia SSD disků Samsung a pyšní se minimalistickým, matně černým designem pouze s označením a typem disku společnosti.
Boční profily disků mají 4 otvory pro snadnou montáž uvnitř pracovní stanice nebo serveru. Uvnitř disku je dvojitá deska plošných spojů a velká tepelná podložka, která pomáhá odvádět teplo komponent při zátěži.
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.
Testovali jsme 2.5" disk Samsung XS1715 uvnitř systému Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T 4x NVMe a porovnávali ho s NVMe SSD disky:
- 2.5" SSD disk Intel DC P3700
- 2.5" SSD Memblaze PBlaze4
Analýza pracovní zátěže aplikací
Abychom pochopili výkonnostní charakteristiky podnikových úložných zařízení, je nezbytné modelovat infrastrukturu a aplikační zátěže v živých produkčních prostředích. Našimi prvními benchmarky pro Samsung XS1715 jsou proto výkon MySQL OLTP pomocí SysBench a výkon Microsoft SQL Server OLTP se simulovanou zátěží TCP-C. Pro naše aplikační zátěže bude každý disk provozovat 2–4 identicky nakonfigurované virtuální počítače.
Testovací protokol Microsoft SQL Server OLTP od 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. Každá instance našeho virtuálního počítače SQL Server pro tuto recenzi používá databázi SQL Server o velikosti 333 GB (škálování 1 500) a měří transakční výkon a latenci při zátěži 15 000 virtuálních uživatelů.
Při pohledu na výstup SQL Serveru měl disk Intel nejvyšší celkovou propustnost s 3 157,341 TPS a nejvyšší propustnost jednotlivého virtuálního počítače s 3 157,469, ačkoli XS1715 měl individuální virtuální počítač, který se od virtuálního počítače Intel lišil o méně než 0.1 TPS.
Průměrná latence v benchmarku SQL Serveru s 15 tisíci uživateli umístila disk Samsung na čele žebříčku s latencí 7 ms, což představuje také průměr 7 ms. Výsledky byly shodné s SSD diskem Intel P3700, zatímco disk Memblaze měl o něco vyšší celkovou latenci 7.5 ms.
Další aplikační benchmark zahrnuje databázi Percona MySQL OLTP měřenou pomocí SysBench. Tento test měří průměrný počet transakcí za sekundu (TPS), průměrnou latenci a také průměrnou latenci 99. percentilu. 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 benchmarku průměrného počtu transakcí za sekundu se XS1715 umístil výrazně pod vrcholem s výkonem 3 463,6 TPS. Nejlepší výkon vykázal disk Intel s celkovým výkonem 5 779,7 TPS.
Průměrné výsledky latence ukazují obecně stejné umístění disků, přičemž Samsung je opět na dně, přičemž jednotlivé virtuální počítače běží mezi 37.27 ms a 36.58 ms a průměrnou latencí 36.96 ms. Disky Intel byly opět na vrcholu s 21.80 ms. Intel měl také nejlepší celkové skóre s 22.15 ms.
Pokud jde o náš nejhorší scénář latence MySQL (latence 99. percentilu), Samsung XS1715 se umístil na spodních příčkách žebříčku s znatelným náskokem, přičemž virtuální počítače běžely mezi 71.97 ms a 73.36 ms a dosáhly průměrného skóre 73.03 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 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 příprava dokončena, každé zařízení je testováno v intervalech napříč několika profily hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém a náročném využití. Naše analýza syntetické zátěže pro Samsung XS1715 používá dva profily, které se široce používají ve specifikacích a benchmarkech výrobců. Je důležité vzít v úvahu, že syntetické zátěže nikdy nebudou na 100 % reprezentovat aktivitu pozorovanou v produkčních zátěžích a v některých ohledech nepřesně zobrazují disk ve scénářích, které by se v reálném světě nevyskytly.
- 4k
- 100% čtení a 100% zápis
- 8k
- 70 % čtení/30 % zápis
V našem testu předzápisu s propustností 4k dat dosáhl nejlepších výsledků Intel P3700, který začal s přibližně 400 000 IOPS, než dosáhl ustáleného stavu necelých 170 000 IOPS. Ačkoli Samsung XS1715 vykázal prudké výsledky těsně za diskem Intel, s ustáleným stavem zhruba 113 000 IOPS klesl na poslední místo (za mnohem konzistentnější Memblaze).
Co se týče průměrné latence, disky Samsung i Intel se spouštěly kolem 0.6 ms, přičemž prudký nárůst nastal někdy po 20 minutách. Disk Intel zůstal po zbytek testu nejstabilnější a obsadil první místo; Memblaze byl však nejkonzistentnějším diskem z hlediska latence.
Výsledky byly relativně stejné, pokud jde o maximální latenci, Memblaze zůstal nejkonzistentnějším diskem. Samsung XS1715 vykazoval na začátku testu vynikající latenci, která se však brzy snížila a skončila na ustáleném stavu zhruba 2.2 ms.
Výpočty směrodatné odchylky jsou navrženy tak, aby usnadňovaly vizualizaci konzistence výsledků latence SSD. Disk Samsung zde začal silně, i když kolem 22. minuty došlo k výraznému nárůstu latence, která se na konci pohybovala kolem 3.0 ms.
Během primárního syntetického benchmarku 4k se Samsung XS1715 umístil na spodním místě našeho žebříčku propustnosti s 420 544 IOPS pro čtení a 114 444 IOPS pro zápis. Memblaze byl s velkým úspěchem v oblasti čtení s ohromujícími 717 172 IOPS, zatímco disk Intel vykázal nejlepší výkon pro zápis s 172 672 IOPS.
Výsledky se zrcadlily i s průměrnou latencí, kde disk Samsung vykázal 0.61 ms pro čtení a 2.23 ms pro zápis, což je poslední (i když ne o moc).
V maximální latenci se Samsung XS1715 pyšnil nejnižší maximální latencí při čtení s pouhými 5.8 ms. Nejlepší maximální latencí při zápisu byl disk Intel P3700, který zaznamenal 33.1 ms.
Ve směrodatné odchylce vykázal Samsung XS1715 opět nejvyšší latenci čtení s 0.08 ms (při zápisu 2.994 ms). Nejlepší konzistenci latence zápisu dosáhl disk Intel s 1.377 ms.
Naše další úloha využívá 8k přenosů s poměrem 70 % operací čtení a 30 % operací zápisu. Opět začneme s výsledky předběžné úpravy, než přejdeme k hlavním testům. Co se týče propustnosti, disk Samsung vykazoval na začátku testu sérii špičkových nárůstů, po celou dobu testování zaostával za disky Intel i Memblaze a nakonec dosáhl zhruba 120 000 IOPS.
Průměrná latence měla podobné výsledky, přičemž disk Samsung vykazoval v první části testu různé výkyvy. Na konci dosáhla ustáleného stavu kolem 2.0 ms.
Pokud jde o maximální latenci, nejkonzistentnějším diskem byl zdaleka disk Intel, který po celou dobu vykazoval víceméně stabilní stav. Disk Samsung zaznamenal během testu drobné výkyvy; SSD disk Memblaze však měl velmi nekonzistentní latenci a během celého benchmarku vykazoval obrovské výkyvy.
Směrodatná odchylka vykazovala u disku Samsung během první hodiny testu nestabilní latenci, která na konci benchmarku dosáhla zhruba 1.4 ms, což jej řadí o něco lépe než Memblaze. Nejlepší výsledky vykázala Intel P3700, která hranici 1.2 ms překročila pouze několikrát.
Poté, co jsme disk Samsung plně připravili, jsme ho podrobili našemu hlavnímu testu 8k 70/30. Co se týče propustnosti, disk Samsung zaostával za disky Intel i Memblaze po celou dobu testu až do konce, počínaje zhruba 23 700 IOPS a konče přibližně 128 000 IOPS.
Průměrná latence vypovídala podobný příběh, ačkoli výsledky disků Intel a Memblaze byly mnohem blíže. Disk Samsung začínal na zhruba 0.2 ms s nárůstem o téměř 2.0 ms po 16T/16Q. Další dva disky byly o něco lepší než Samsung, oba skončily s latencí 1.6 ms v terminálu.
Pohled na maximální latenci ukázal, že Samsung XS1715 měl nejkonzistentnější výsledky s nejmenším nárůstem latence; nicméně Intel P3700 měl celkové výsledky nejlepší, protože hranici 20 ms překonal pouze v několika případech.
Směrodatná odchylka vykázala podobné výsledky jako průměrná latence, ačkoli Samsung XS1715 v hloubce terminálové fronty překonal disk Memblaze. Disk Intel se pyšnil nejlepšími celkovými výsledky s rozsahem 0.2 ms až 1.15 ms.
Závěr
Samsung XS1715, který se na trh dostal přibližně před rokem, je propagován jako jeden z prvních NVMe SSD disků v oboru, který se může pochlubit výkonem, jaký dosud nebyl v oblasti vysokorychlostních serverových úložišť k vidění. To nebylo příliš překvapivé, protože Samsung je již delší dobu lídrem v oblasti SSD disků jak v oblasti spotřebitelského, tak i podnikového ukládání. Ačkoli jsme se na tento disk Samsung již krátce podívali v naší recenzi Dell PowerEdge R920, rozhodli jsme se zjistit, jak si 1.6TB model po svém uvedení na trh stojí v porovnání s novějšími NVMe disky rok po svém uvedení na trh. Samsung XS1715, který je k dispozici v kapacitách 400 GB, 800 GB a 1.6 TB, disponuje plnou ochranou datových cest a ochrany proti výpadku napájení díky tantalovým kondenzátorům a poskytuje hodnocení UBER 1:1017 s dobou mezi poruchami (MTBF) dva miliony hodin.
Pohled na výkon nám rozhodně ukázal, že Samsung XS1715 měl v mnoha testovaných úlohách trochu problém držet krok s novějšími NVMe disky, Memblaze PBlaze4 3.2 TB a Intel P3700 2 TB SSD. V našem testu SQL Serveru zaostával disk Samsung za diskem Intel o méně než 0.1 TPS a umístil se na prvním místě, přičemž se pyšnil průměrnou rychlostí 3 157. Kromě toho průměrná latence Samsungu XS1715 během stejného testu vykázala 7.0 ms (stejně jako průměr 7.0 ms), což ho řadí na samý vrchol žebříčku. V našich testech Sysbench jsme zaznamenali TPS 3 463,6, průměrnou latenci 36.96 ms a nejhorší možný (99. percentil) souhrnný výsledek 73.03 ms, což byly všechny poslední hodnoty mezi srovnatelnými disky. Během našich syntetických benchmarků nám Samsung XS1715 poskytoval propustnost 4k dat 420 544 IOPS pro čtení a 114 444 IOPS pro zápis, průměrnou latenci 1.61 ms pro čtení a 2.23 ms pro zápis a nejvyšší maximální poměr latence/směrodatné odchylky 5.8 ms pro čtení a 0.08 ms pro čtení. V našem 8k testu s frekvencí 70/30 se věci trochu zpomalily, protože disk Samsung se umístil převážně na spodních příčkách tabulky.
Klady
- První 2.5" NVMe SSD disk na trhu
- Programovatelná architektura v rámci řídicí jednotky
- Konzistentní latence při zátěži
Nevýhody
- Pomalejší výkon Sysbenchu
Závěrem
I po roce od svého uvedení na trh je Samsung XS1715 NVMe SSD disk, který má dobrý výkon a drží se na rozdíl od modelů, které byly uvedeny na trh teprve nedávno.
Amazon