Recenze SSD disku Seagate 1200.2/Micron S600DC Enterprise SAS

by Laboratoř StorageReview Enterprise on December 4, 2015

Enterprise ◇ SSD

V únoru letošního roku společnosti Micron a Seagate podepsaly strategické partnerství , jehož cílem je víceméně využít vzájemné silné stránky k vytvoření flash úložiště nové generace. Seagate má rozsáhlé portfolio duševního vlastnictví v oblasti rozhraní disků a Micron má přístup k velkému množství flash pamětí prostřednictvím továren na NAND; dohoda se docela dobře shoduje se silnými stránkami obou společností. Prvním produktem z tohoto partnerství je podnikový SAS SSD disk, který se dodává ve dvou barevných provedeních, a to jak Seagate 1200.2, tak Micron S600DC. Samotné disky jsou identické; obě společnosti nabízejí stejné komponenty, firmware a funkce disku a dokonce sjíždějí ze stejných výrobních linek. Jediným rozdílem bude tržní strategie obou společností a nálepky na pouzdře SSD disku.

Pokud se ponoříme do samotného disku, dostupné konfigurace jsou navrženy tak, aby pokryly široké spektrum podnikových potřeb. Existuje několik desítek možností konfigurace, protože disk se dodává v devíti konfiguracích kapacity od 200 GB do 3.84 TB, spolu se čtyřmi kategoriemi odolnosti (1, 3, 10 a 25 zápisů za den) a třemi možnostmi šifrování (žádné, SED, SED FIPS). Ne každá kapacita je k dispozici ve všech konfiguracích, k dispozici jsou například pouze 200GB a 400GB s masivní odolností 25DWPD, ale samotný objem konfiguračních možností by měl vyhovovat převaze potřeb.

Díky široké škále možností se disk 1200.2/S600DC hodí prakticky kamkoli, co podnik potřebuje. Tato platforma je skutečně všestranným mistrem od transakčních úloh s vysokou zápisovou náročností až po webové aplikace zaměřené na čtení. Všechny disky dosahují 200 000 4K IOPS při náhodném čtení a až 80 000 IOPS při náhodném zápisu (v závislosti na kapacitě) a průměrné latence 115 mikrosekund. Mezi další klíčové funkce patří pokročilá ochrana proti opotřebení médií, ochrana dat při výpadku napájení, ochrana dat po celé cestě, vícevrstvá technologie obnovy chyb s pokročilým kódováním detekce/korekce chyb optimalizovaným pro NAND flash a každý disk je dodáván s 5letou zárukou.

Naše recenzované vzorky zahrnují 1.6TB SSD disky Seagate 1200.2 SAS, ačkoli data by byla ve všech ohledech identická s produktem Micron S600DC.

Specifikace SSD disku Seagate 1200.2/Micron S600DC SAS

Kapacity:
- Vysoká odolnost (mikrony S655DC):
  - 400GB (ST400FM0323)
  - 200GB (ST200FM0133)
- Běžná vytrvalost (Micron S650DC)
  - 3.2 TB (ST3200FM0023/S650DC)
  - 1.6 TB (ST1600FM0003/S650DC)
  - 800 GB (ST800FM0173/S650DC)
  - 400 GB (ST400FM0233/S650DC)
- Lehká odolnost (Micron S630DC)
  - 3.84 TB (ST3840FM0003)
  - 3200GB (ST3200FM0063)
  - 1920GB (ST1920FM0003)
  - 1600GB (ST1600FM0073)
  - 960GB (ST960FM0003)
  - 800GB (ST800FM0233)
  - 480GB (ST480FM0003)
  - 400GB (ST400FM0303)
- Škálovatelná odolnost (Micron S610DC)
  - 3840GB (ST3840FM0043)
  - 1920GB (ST1920FM0043)
Rozhraní Duální 12Gb/s SAS
Typ NAND flash paměti eMLC
Tvarový faktor 2.5 palce × 7 mm
Výkon
- Sekvenční čtení (MB/s) ve špičce, 128KB: až 1900
- Sekvenční zápis (MB/s) ve špičce, 128 kB: až 850
- Vrchol náhodného čtení (IOPS), 4KB QD32: Až 200 000
- Špička náhodného zápisu (IOPS), 4KB QD32 Až 80 000
- Průměrná latence (μs): 115
Výdrž/Spolehlivost
- Doživotní odolnost (DWPD):
  - Vysoká odolnost: 25
  - Hlavní vytrvalost: 10
  - Lehká odolnost: 3
  - Škálovatelná výdrž 1
- Neopravitelné chyby čtení na přečtený bit: 1 na 10E17
- Roční míra selhání (AFR): 0.35 %
Power Management
- Max. rozběhový proud +5/+12V (A): 0.44/0.41 až 0.44/0.42
- Průměrný spotřeba energie během spánku (W): 3.1
- Konfigurovatelné nastavení limitu výkonu (W): 9 až 12
- Průměrný výkon v klidovém stavu (W): 3.6 až 7.6
ekologický
- Provozní vnitřní teplota (°C): 0 až 70
- Teplota, mimo provoz (°C): –40 až 75
- Rychlost změny teploty/hod, max. (°C): 20
- Relativní vlhkost, bez kondenzace (%): 5 až 95
- Ráz, 0.5 ms (Gs): 1000
- Vibrace, 10 Hz až 500 Hz (Grms): 1.98
Omezená záruka (roky): 5

Navrhněte a postavte

Seagate 1200.2/Micron S600DC je 2.5" SSD disk s výškou Z 15 mm. Přestože je silnější než jiné SSD disky, stále se vejde do většiny polí. Celková barva disku je zlato-stříbrná s velkým štítkem nahoře s informacemi, jako je například konkrétní typ modelu.

Po otevření disku vidíme důvod pro větší tloušťku. Jsou zde dvě desky plošných spojů propojené plochým kabelem. Disk používá řadič LSI (stříbrná část dole) a má 10mikronové 16nm eMLC NAND packy s eASIC můstky pro rozšíření počtu čipů na kanál. Na vnější straně desky plošných spojů vidíme 5 NAND packů.

A dalších 5 NAND packů uvnitř 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.

Srovnávací údaje pro tuto recenzi:

Toshiba PX04S 1.6TB SAS3
HGST 1.6TB SAS3

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 Seagate 1200.2/Micron SC600DC 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 Seagate nejvyšší propustnost s 3 152,7 TPS. Ve skutečnosti se oba virtuální počítače od sebe lišily jen o 0.1 TPS s celkovým výkonem 3 152,6 TPS. Disk Toshiba dýchal Seagate na krk a HGST byl s nejlepším výkonem 3 139,2 TPS o něco pozadu.

Průměrná latence během benchmarku SQL Serveru s 15 tisíci uživateli umístila disk Seagate přímo uprostřed, přičemž jednotlivé virtuální počítače měly stejnou latenci 15 ms, což z něj činí i agregát s 15 ms. Stejný výkon jednotlivých virtuálních počítačů a agregátu byl zaznamenán i u ostatních disků, přičemž nejnižší latenci dosáhl disk Toshiba s 8 ms a disk HGST s 27 ms.

Dalším aplikačním benchmarkem je databáze Percona MySQL OLTP měřená 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 Seagate umístil uprostřed, přičemž jednotlivé virtuální stroje se od sebe lišily do 0.4 TPS (906.6 až 907) a dosáhly celkového skóre 3 627,1 TPS. Toshiba se umístila na vrcholu s jednotlivými virtuálními stroji s rychlostí 1 074,1 až 1 077,8 TPS a celkovým skóre 4 302,2 TPS. HGST zaostával za dalšími dvěma disky s jednotlivými virtuálními stroji s rychlostí 863.8 až 864.5 TPS a celkovým skóre 3 456,8 TPS.

Průměrná latence nám dává stejné umístění disků, přičemž Seagate je uprostřed s celkovou průměrnou latencí 35.3 ms, Toshiba je na čele s 29.8 ms a HGST je na konci s celkovou latencí 37 ms.

Pokud jde o náš nejhorší scénář latence MySQL (latence 99. percentilu), Seagate se opět umístil uprostřed s celkovým skóre 67.9 ms, Toshiba se ujala vedení s celkovým skóre 55.4 ms a HGST se opět umístil na spodních příčkách s celkovým skóre 73.3 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 analýza syntetické zátěže pro Seagate 1200.2 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 se Seagate opět umístil uprostřed, počínaje s přibližně 140 000 IOPS, než se ustálil na necelých 90 000 IOPS. Toshiba skončila v ustáleném stavu těsně nad 92 000 IOPS a HGST skončil s přibližně 70 000 IOPS.

Dále se podíváme na průměrnou latenci, jak u disků Toshiba, tak u disků Seagate, které začínaly pod 2 ms. Disk Toshiba zaznamenal prudký nárůst těsně před koncem první hodiny a od té doby si udržoval velmi konzistentní latenci kolem 2.769 ms. Disk Seagate zaznamenal prudký nárůst po první hodině a poté se mírně zvýšil na přibližně 2.8 ms.

Při maximální latenci pozorujeme u Seagate obrovské nárůsty latence, zatímco ostatní dva disky zůstaly ve srovnání relativně konzistentní. I když nám Seagate naměřil špičky až 98.74 ms, skončil o 7.485 ms déle než ostatní dva disky.

Výpočty směrodatné odchylky usnadňují vizualizaci konzistence výsledků latence disku Seagate 1200.2. Disk se opět umístil uprostřed s výraznějšími kolísáními na začátku a ke konci testu. Disk Toshiba vykazoval nejnižší latenci a největší konzistenci po celou dobu testu.

Během primárního syntetického benchmarku 4k se Seagate 1200.2 umístil v našem testu propustnosti uprostřed, i když nebyl daleko od lídra, disku Toshiba. Seagate dosáhl výkonu čtení 182 546 IOPS a výkonu zápisu 88 945 IOPS.

Průměrná latence nám zajistila podobné umístění, přičemž Seagate se umístil těsně uprostřed, těsně za lídrem, opět diskem Toshiba. Seagate měl latenci čtení 1.4 ms a latenci zápisu 2.88 ms.

I když nám maximální latence zajistila podobné umístění, Toshiba měla v tomto případě mnohem lepší latenci čtení s 5.1 ms. Seagate měla latenci čtení 21.5 ms a latenci zápisu 16 ms.

Směrodatná odchylka opět zařadila disk Seagate doprostřed (s časem čtení 0.12 ms a zápisu 0.352 ms), i když se tolik neblížil disku Toshiba (čtení 0.023 ms a zápis 0.238 ms), ale výrazně překonal test HGST (čtení 0.224 ms a zápis 0.867 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. Tentokrát Seagate začal na spodní hranici s 23 636 IOPS a během období předběžné úpravy postupně zvyšoval rychlost. Nešlo však o problém s diskem, ale spíše o to, jak je výkon zkreslen v nerealistickém scénáři. Po vymazání dat z bezpečného stavu SSD disku Seagate „nečte“ z prázdných oblastí disku tak rychle, jako by to bylo v případě, že by do těchto zón byla data předem zapsána. Jakmile se disk zcela zaplnil daty, výkon se zvýšil. Tento disk jsme ve skutečnosti vyndali, abychom zdvojnásobili dobu předběžné úpravy a ujistili se, že plně dosáhl optimálního výkonu. Další dva disky začaly s vyššími hodnotami a po celou dobu se na těchto hodnotách výrazně udržely.

Průměrná latence vykreslovala podobný obrázek. Disk Seagate začal mnohem rychleji a během prvních několika minut se vyšplhal až na 15.88 ms, než během doby přípravy klesla. Další dva disky začaly s dobou kolem 2 ms a na konci se oba udržely pod 4 ms, přičemž Toshiba měla nejnižší latenci s 2.41 ms, což je o celou 1 ms méně než u HGST, která dosahuje 3.52 ms.

Maximální latence nám opět způsobila špičky, pouze disk Seagate se zdál v testu dosáhnout vrcholu propustnosti až 182.08 ms. Seagate skončil s časem 15.69 ms pod 17.93 ms u HGST, nicméně disk HGST netrpěl tolika špičkami nebo špičkami tak vysokými jako disk Seagate.

Se směrodatnou odchylkou se latence Seagate na začátku prudce zvýšila až na 5.6 ms, než po 6 hodinách klesla pod 1.5 ms. Po dalším menším nárůstu skončila Seagate s nejvyšší latencí kolem 1.2 ms.

Po úplném předehřátí se disk Seagate v našem hlavním testu 8k 70/30 umístil spíše uprostřed. Vrcholu dosáhl disk Seagate s výkonem 83 840 IOPS.

Pokud jde o průměrnou latenci, zdá se, že výsledky jsou podobné těm, které jsme viděli během našich testů, přičemž Seagate se umístil uprostřed, hned za diskem Toshiba, ale před diskem HGST.

S maximální latencí všechny tři disky prošly testem víceméně konzistentním, s jedním skokem u každého. Zde však HGST překročila 100 ms. Toshiba si opět po celou dobu vedl lépe, Seagate uprostřed.

Směrodatná odchylka ukázala, že všechny tři disky běží blízko sebe a drží se pod 1 ms, přičemž Seagate běží uprostřed, Toshiba obsadila první místo a HGST poslední.

Závěr

Řada disků Seagate 1200.2/Micron S600DC nabízí rozhraní SAS, kapacitu až téměř 4 TB a čtyři různé stupně odolnosti navržené tak, aby splňovaly potřeby většiny podniků. Disky jsou identické až po firmware (funkční část firmwaru, identifikace disku ve firmwaru je pro každou značku jedinečná), což je pro obě společnosti jedinečná vývojová a marketingová strategie. 1200.2/S600DC je od začátku jednoznačně nejlepším SAS SSD diskem, který kterákoli z těchto společností samostatně vyrobila, takže se zdá, že první dividendy partnerství se dobře vyplácejí. Dlouhodobá perspektiva však bude zajímavá, protože tato spojená strategie je skvělá pro uvedení na trh, ale pravděpodobně se časem ukáže jako neudržitelná, pokud se Seagate i Micron budou v budoucnu považovat za dodavatele SSD. Nedostatek diferenciace nebo jednotné strategie uvedení na trh funguje pouze tehdy, pokud výrobci originálních zařízení (OEM) vnímají tento produkt jako dva samostatné produkty z pohledu multisourcingu dodavatelů, což je možné, protože se jedná o novou oblast.

Co se týče výkonu, disk Seagate 1200.2/Micron S600DC obsadil první místo v našem testu SQL Serveru a porazil disk Toshiba o několik TPS s celkovým skóre 3 152,6 TPS. V našem dalším aplikačním testu jsme viděli disk Seagate 1200.2/Micron S600DC uprostřed, kde se udržel po většinu zbytku testování. V našem testu SQL Serveru jsme zaznamenali průměrnou latenci 15 ms. V našich testech Sysbench jsme zaznamenali celkový TPS 3 627,1, průměrnou latenci 35.3 ms a nejhorší možný výsledek (99. percentil) 67.9 ms.

V našich syntetických benchmarkech se Seagate 1200.2/Micron S600DC umístil přesně uprostřed, přičemž v každém testu nám poskytl propustnost 4k 182 546 IOPS pro čtení a 88 945 IOPS pro zápis, průměrnou latenci 1.4 ms pro čtení a 2.88 ms pro zápis a směrodatnou odchylku 0.12 ms pro čtení a 0.352 ms pro zápis. V našem 8k 70/30 benchmarku se Seagate SSD umístil uprostřed, a to i přes svůj jedinečný výkon předběžné úpravy, který začínal pomaleji než ostatní ve skupině. V každém z hlavních testů se Seagate 1200.2/Micron S600DC umístil přesně uprostřed, za Toshibou a porazil HGST SSD.

Klady