Když společnost SMART Storage Systems (nyní SanDisk) před několika měsíci oznámila Optimus SAS SSD, jejich hrdost na design, konstrukci a výrobu byla jasná, podobně jako když hrdý rodič předvádí své prvorozené dítě. Klíčem z pohledu společnosti SMART je lepší pochopení NAND, aby se z MLC NAND pro spotřebitele dostala odolnost na podnikové úrovni. Optimus však jde ještě o krok dál a využívá inženýrské dovednosti společnosti SMART tím, že nad vlastním řadičem využívá vlastní firmware, což jim dává ještě větší kontrolu nad SSD jako systémem. Výsledky jsou na běžný podnikový SSD působivé – výdrž 10 plných náhodných zápisů denně po dobu pěti let spolu s trvalou propustností čtení/zápisu až 500 MB/s. Samotné specifikace však neříkají celý příběh Optimusu. V úvodu této recenze jsme již Optimus nazvali běžným podnikovým SSD, což je z velké části založeno na profilu NAND. To však může být chyba. I když Optimus může s MLC NAND nabízet odolnost podobnou SLC, s MLC NAND je také schopen nabídnout výkon podobný SLC. V některých případech dokonce překonává disky SLC, o kterých se podrobněji pobavíme níže.
Optimus doplňuje další podnikové nabídky společnosti SMART, které jsou navrženy pro řadič SandForce. Společnost SMART udržuje dvojitou produktovou řadu, aby oslovila různé potřeby a rozpočty firemních kupujících. Řada Optimus je bezpochyby jejich vlajkovou lodí s rozmanitou nabídkou v závislosti na potřebách výdrže v daném případě použití. Optimus se standardně vyznačuje 28% překročením zátěže (OP) a 10 zápisy na disk denně (DWPD), zatímco Optimus Ultra nabízí 71% OP a 25DWPD a Optimus Ultra+ 156% OP a podporuje 50 DWPD, to vše se standardní MLC NAND pamětí.
OP hraje velkou roli v odolnosti, ale to není jediný trik, který SMART přináší. Společnost SMART vyvinula řadu technologií, které ve spojení řeší potřeby Optimu z hlediska odolnosti, ale také výkonu a ochrany dat. Obecně řečeno, tyto technologie spadají pod zastřešující skupinu Guardian Technology, která se skládá z FlashGuard, DataGuard a EverGuard. Guardian Technology společně poskytuje nejen algoritmy a metodologii pro odolnost a práci s flash pamětí, ale také zahrnuje plnou ochranu datové cesty a ochranu proti výpadku napájení. Optimus také nabízí podnikové funkce, jako je 256bitové šifrování AES, shoda s podnikovými standardy TGC, podpora T-10 DIF a pětiletá záruka. Optimus se dodává v kapacitách 200 GB, 400 GB a 800 GB ve standardním 9.5mm 2.5″ SAS formátu. 1.6TB Optimus je k dispozici také s výškou disku 15 mm.
Specifikace systémů SMART Storage Systems Optimus SAS
- Kapacity
- 200GB – TXA2D20200GA6001
- 400GB – TXA2D20400GA6001
- 800GB – TXA2D20800GA6001
- 1.6 TB – TXA2D21600GA6001
- Trvalá rychlost čtení/zápisu: 500/500 MB/s
- Široký port s trvalou rychlostí čtení 1 GB/s
- Náhodné čtení/zápis 100K/50K IOPS
- Rozhraní SAS 6 Gb/s
- Porty rozhraní: Duální/široký
- Velikosti sektorů: 512, 520, 528 bajtů
- Spolehlivost dat 1 neodstranitelná chyba z 1017 přečtené bity
- Výdrž: 10 plných náhodných zápisů na disk/den
- Obnova po výpadku napájení: Záložní napájecí obvod
- Ochrana datové cesty: DataGuard, T-10 DIF
- Záruka 5 let
- V souladu s bezpečnostními standardy TCG Enterprise
- Šifrování AES 256 bitů
- Příkon: Aktivní (typický) 7 W
- Ráz: 1000 g polosinusový, 0.5 ms, 3 rázy podél každé osy, X, Y, Z, v každém směru
- Vibrace: 2.17 g rms, 7–800 Hz
- Provozní teplota: 0 °C až 70 °C (vnitřní)
- Skladovací teplota: -40 °C až 90 °C
- Vlhkost: 5 % až 95 %, nekondenzující, relativní vlhkost
- Nadmořská výška: 5486.4 m [18 000 stop]
- Délka 100.20 mm x šířka 69.85 mm x výška 9.50 mm (1.6 TB 15 mm)
Design a budování
SMART Storage Systems Optimus je 9.5mm SSD disk s rozhraním SAS určený pro podniky. Na rozdíl od většiny konkurence, s výjimkou modelu P300, který má také 9.5 mm, se Optimus drží tohoto menšího tvarového faktoru namísto větší 15mm výšky Z (s výjimkou 1.6TB Optimusu, který má 15 mm), která se běžně vyskytuje u podnikových flash disků nebo vřetenových disků. To mu dává nejlepší výhodu v době, kdy mnoho podnikových platforem začíná přesouvat svůj zaměření od tradičních 2.5palcových pevných disků k štíhlejším designům orientovaným na SSD.
Pouzdro disku Optimus je vyrobeno ze slitiny obráběné CNC technologií, která perfektně padne do všech systémů, do kterých jsme jej namontovali. CNC obrábění mu také dává výhodu, pokud jde o vnitřní strukturu, protože společnost SMART dokáže navrhnout pouzdro tak, aby těsně přiléhalo k součástkám na desce plošných spojů a fungovalo jako masivní tepelný vodič. Celý SSD disk má značnou hmotnost, aniž by byl tak těžký jako někteří jeho 15mm bratři s výškou do Z.
Čelní pohled na Optimus ukazuje jeho rozhraní SAS, které je kompatibilní se dvěma porty a je dimenzováno na připojení 6.0 Gb/s. Zepředu nejsou viditelné žádné servisní piny ani další konektory; zadní strana má však otvor, který se v námi poskytnutém vzorku nevyužívá.
Otevření Optimusu je, co se týče většiny podnikových SSD disků, poměrně jednoduché. Stačí odšroubovat čtyři standardní šrouby s křížovou hlavou a oddělit horní a spodní kryt. Uvnitř najdeme pečlivě opracovaný horní a spodní kryt, které pomáhají odvádět teplo od důležitých komponent, jako je paměť NAND, regulátory napájení, kondenzátory a řadič.
Srdcem SSD disku SMART Storage Systems Optimus je vlastní řadič s optimalizovaným firmwarem SMART v kombinaci s technologií Guardian od SMART. Tato kombinace zajišťuje odolnost spotřebitelské MLC Toshiba NAND paměti 10DWPD. Náš 512GB hrubý SSD disk s kapacitou 400GB obsahuje paměť Toshiba MLC Toggle NAND (TH58TEG8D2HBA8C), kterou jsme naposledy viděli v naší recenzi spotřebitelského disku Corsair Performance Pro. Tato NAND paměť je poté uložena do mezipaměti s pamětí Micron RAM.
Testovací pozadí a srovnatelné materiály
Náš 400GB úložný systém SMART Storage Systems Optimus využívá vlastní řadič a paměť Toshiba MLC NAND s rozhraním SAS 6.0 Gb/s. Srovnatelné disky jsou uvedeny níže a zahrnují výhradně disky založené na SLC. Jak je zřejmé níže, zahrnutí podnikových SSD disků MLC nebo eMLC s podobnými specifikacemi by naše grafy značně zkreslilo a nedělalo by Optimusu čest, protože srovnání jeho výkonu s disky založenými na SLC je relevantnější.
Srovnávací údaje pro tuto recenzi:
- Micron RealSSD P300 (100 GB, řadič Micron 88SS9174, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SATA)
- SanDisk Lightning LB406S (400 GB, řadič Pliant PTHEMI2-1VO, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 GB, řadič Intel EW29AA31AA1, 25nm SLC NAND paměť Intel, 6.0 Gb/s SAS)
- Toshiba MKx001GRZB (400 GB, řadič Marvell 88SS9032, 32nm SLC NAND paměť Toshiba, 6.0 Gb/s SAS)
Všechny podnikové SSD disky jsou testovány na naší podnikové testovací platformě založené na serveru Lenovo ThinkServer RD240 . ThinkServer RD240 je konfigurován s:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB mezipaměti)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64bitová verze a CentOS 6.2 64bitová verze
- Čipová sada Intel 5500+ ICH10R
- Paměť – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 registrované RDIMM
- Adaptér LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gb/s
Analýza syntetické pracovní zátěže v podniku
Výkon flash paměti se v průběhu fáze předběžné přípravy každého úložného zařízení liší. Náš proces benchmarku podnikových úložišť začíná analýzou výkonu disku během důkladné fáze předběžné přípravy. Každý z porovnatelných disků je bezpečně vymazán pomocí nástrojů dodavatele, předběžně připraven do ustáleného stavu se stejnou pracovní zátěží, se kterou bude zařízení testováno při vysoké zátěži 16 vláken s nevyřízenou frontou 16 vláken na vlákno, a poté je testován v nastavených intervalech v několika profilech hloubky vláken/front, aby se ukázal výkon při lehkém i náročném využití.
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)
Naše analýza syntetické pracovní zátěže v podniku zahrnuje čtyři profily založené na reálných úlohách. Tyto profily byly vyvinuty pro snazší porovnání s našimi minulými benchmarky a také s široce publikovanými hodnotami, jako je maximální rychlost čtení a zápisu 4K a rychlost 8K 70/30, která se běžně používá pro podnikové disky. Zahrnuli jsme také dvě starší smíšené pracovní zátěže, tradiční souborový server a webový server, z nichž každá nabízí širokou škálu velikostí přenosových dat.
- 4K
- 100% čtení nebo 100% zápis
- 100 % 4 tisíc
- 8K 70/30
- 70 % čtení, 30 % zápis
- 100 % 8 tisíc
- Souborový server
- 80 % čtení, 20 % zápis
- 10 % 512b, 5 % 1k, 5 % 2k, 60 % 4k, 2 % 8k, 4 % 16k, 4 % 32k, 10 % 64k
- Webový server
- 100% přečteno
- 22 % 512 tisíc, 15 % 1 tisíc, 8 % 2 tisíce, 23 % 4 tisíce, 15 % 8 tisíc, 2 % 16 tisíc, 6 % 32 tisíc, 7 % 64 tisíc, 1 % 128 tisíc, 1 % 512 tisíc
Počínaje naší první testovací zátěží se 100% náhodnou aktivitou v rozlišení 4K, SMART Optimus začíná s pomalejším burst rate, podobně jako Toshiba eSSD, ale jak ostatní disky rychle klesají, Optimus získává drtivý náskok před svými konkurenty s SLC.
V naší fázi předběžného nastavení plné saturace se zaměřujeme na latenci a Optimus má zdaleka nejrychlejší dobu odezvy během celého 100% náhodného 4K zatížení.
Vzhledem k tomu, že se v úlohě předběžného zpracování 4K zaměřujeme na maximální latenci, SMART Optimus si udržuje nejnižší maximální odezvy, což je ve srovnání s jinými produkty MLC nebo dokonce eMLC velmi unikátní.
Jiný pohled na odezvu v čase v našem testu předběžné úpravy 4K ukazuje, že Optimus si udržel velmi konzistentní dobu odezvy po celou dobu trvání testu… nejnižší z celé skupiny.
Po dokončení procesu předběžné úpravy dosáhl SMART Optimus nejvyšší průměrné 100% náhodné propustnosti 4K v obou kategoriích, a to jak při čtení, tak při zápisu. Naměřil 92 698 IOPS při náhodném čtení 4K a 34 778 IOPS při náhodném zápisu 4K, což je výrazně více než většina disků v obou kategoriích.
Díky neuvěřitelně rychlému výkonu nabízel SMART Optimus také nejnižší průměrnou latenci.
Při porovnání maximálních dob odezvy v našem 100% náhodném 4K testu měl SMART Optimus nejlepší maximální doby odezvy ze skupiny.
Při porovnání směrodatné odchylky náhodného čtení a zápisu 4K byl Optimus velmi konzistentní a vedl mezi podnikovými SLC SSD disky.
V našem prvním smíšeném zatížení s 8K profilem a rozpětím čtení 70 % a zápisu 30 % SMART Optimus opět vedl v propustnosti; tentokrát také nabízel nejvyšší rychlosti burstového zpracování.
Průměrná latence v našem 8K 70/30 RPi ukázala, že SMART Optimus byl v téměř ustáleném stavu kolem dvou hodin a zároveň měl nejlepší odezvu.
Podobně jako u špičkové latence, kterou jsme naměřili v našem 100% 4K zatížení, SMART Optimus opět nabídl jedny z nejnižších špičkových dob odezvy, kterým se vyrovnal pouze Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Při bližším zkoumání směrodatné odchylky latence nabídl SMART Optimus nejkonzistentnější latenci během celého našeho testu předběžné přípravy 8K 70/30.
Zatímco 100% 4K úloha se zaměřila na výkon pouze při zátěži 16T/16Q, naše smíšené úlohy ukazují, jak se výkon škáluje v rozsahu od 2T/2Q do 16T/16Q. Nově na trhu uvedený podnikový SSD disk SMART Storage Systems Optimus nabídl nejvyšší výkon ve své třídě, jaký jsme dosud viděli, v porovnání s jakýmkoli jiným diskem v oblasti SATA/SAS MLC, eMLC nebo SLC.
Pokud se zaměříme na průměrnou latenci, Optimus nabídl zdaleka nejlepší dobu odezvy, s výjimkou nižších zátěží 2T/2Q a 2T/4Q, kde Hitachi SSD400S.B a Toshiba eSSD nabízely lepší výkon mimo síť.
Při porovnání maximálních dob odezvy v rámci spektra pracovní zátěže 8K 70/30 nabídl SMART Optimus nejnižší maximální latenci, přičemž se mu nejvíce blížil Hitachi SSD400S.B.
Pokud se zaměříme na směrodatnou odchylku latence, SMART Optimus ztratil část své výhody oproti Hitachi SSD400S.B, i když se stále umístil na velmi těsném druhém místě.
Další úlohou, na kterou se podíváme, je náš profil souborového serveru, který pokrývá širokou škálu velikostí přenosů od 512b do 512K. V této sekci se Optimus poprvé umístil na druhém místě pod SanDisk Lightning LB 406S.
Při porovnání průměrné latence v našem souborovém serveru se výkon Optimusu začíná vyrovnávat těsně po 2 hodinách, oproti SanDisk Lightning, který dosáhl ustáleného stavu přibližně po 20 minutách procesu předběžné úpravy.
Zatímco SanDisk Lightning LB 406S nabízel nejrychlejší propustnost a nejnižší průměrnou latenci, Optimus byl schopen nabídnout mírně nižší špičkovou latenci během procesu předběžné úpravy.
Při porovnání směrodatné odchylky latence v naší zátěži souborového serveru se ukázalo, že ačkoliv SMART Optimus dokázal dosáhnout mírně nižších špiček latence, jeho konzistence se umístila na druhém místě za SanDisk LB 406S (a těsně srovnatelná s Ultrastar SSD400S.B), který nabízel ze skupiny to nejlepší.
Zatímco naše fáze předběžného testování se zaměřovala na zátěž souborového serveru se statickou zátěží 16T/16Q, hlavní část tohoto testu se pohybovala mezi 2T/2Q a 16T/16Q, abychom ukázali, jak si jednotlivé podnikové SSD disky vedou s minimální až maximální saturační zátěží. SanDisk Lightning LB 406S nabídl v této kategorii nejlepší výkon s výjimkou zátěže 2T/2Q, přičemž SMART Optimus SSD mu těsně zaostával.
Při porovnání průměrných dob odezvy se SanDisk LB 406S a SMART Optimus odlišovaly velmi nízkou dobou odezvy a největší výkon prokázaly při vyšším zatížení.
Porovnání maximální latence v různém segmentu zátěže v našem testu souborových serverů ukázalo, že disky SMART Optimus a Hitachi Ultrastar SSD400S.B měly nejnižší špičky latence.
Při bližším pohledu na latenci v průběhu každého testu v našich měřeních směrodatné odchylky se SMART Optimus propadl na třetí místo, za SanDisk Lightning LB 406S a Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Naše finální předběžná úloha zahrnuje tradiční test webového serveru se 100% aktivitou čtení a přepíná ho na 100% zápis pro předběžnou přípravu každého SSD disku. V tomto segmentu měl SanDisk Lightning LB 406S vysokou propustnost, zatímco ostatní srovnatelné disky, včetně Optimusu, měly mnohem nižší výkon. Jedinou oblastí, která v tomto segmentu vyvolala obavy, byl velký pokles výkonu po více než třech hodinách testu, kdy výkon prudce klesl, než se zotavil.
V našem testu předběžné přípravy webového serveru se 100% zápisem, kdy jsme přepnuli na průměrnou latenci, se SMART Optimus umístil na druhém místě za SanDisk Lightning, ačkoli v polovině testu vykazoval jeden obrovský záblesk latence.
Ve srovnání s maximálními dobami odezvy se SMART Optimus během fáze předběžné přípravy choval docela dobře, po většinu testu naměřil méně než 250 ms. Jediný výrazný nárůst, který však zaznamenal, naměřil 54 689 ms, když v jedné fázi našeho testu zamrzl.
Směrodatná odchylka latence byla u Optimusu v našem testu předběžné přípravy webového serveru vynikající, s výjimkou špičky.
Po zbytek našeho testu webového serveru jsme se vrátili zpět na 100% aktivitu čtení (zatímco předběžná úprava byla 100% aktivita zápisu). V tomto testu, s výjimkou nejnižšího zatížení 2T/2Q a 2T/4Q, nabídl SMART Optimus SSD nejvyšší propustnost, následovaný Toshibou MKx001GRZB.
Průměrná doba odezvy disku SMART Optimus byla skvělá v segmentu 100% čtení našeho profilu webového serveru, kde dominoval skupině SLC SSD.
I když maximální doby odezvy ve fázi předběžné přípravy profilu webového serveru mohly být pro SMART Optimus lepší, v segmentu 100% čtení se mu podařilo dosáhnout nového úspěchu, kde se umístil na druhém místě za Hitachi SSD400S.B s nejnižšími latenčními špičkami.
Vzhledem k tomu, že 100% aktivita čtení měla u testovaných disků založených na SLC velmi nízký dopad, s výjimkou disku Micron RealSSD P300 s rozhraním SATA při vyšším zatížení přes QD32 vykazovaly všechny disky v této skupině mimořádně konzistentní směrodatnou odchylku. V průběhu testu měl disk Toshiba eSSD nad Optimusem mírnou, i když ne velkou, výhodu.
Závěr
SMART Storage Systems Optimus je docela debut pro společnost, která si dosud vybudovala jméno SSD disky s technologií SandForce, které mohou být na stále více konkurenčním trhu z hlediska výkonu občas zastíněny. Aby dodavatelé SSD disků uspěli, musí se odlišit jedinečným duševním vlastnictvím nebo konstrukcí, což je přesně to, co zde SMART udělal. I když nevlastní továrnu na NAND, podařilo se jim vytvořit vlastní firmware sestavený kolem vlastního řadiče a proprietárních metod pro manipulaci s NAND a její adresování, což jim umožňuje dosáhnout s Optimusem obrovské výdrže a výkonu.
Abychom byli spravedliví k intuitivním srovnatelným SSD diskům založeným na MLC a eMLC, upravili jsme pro tuto recenzi srovnání pouze pro SLC. A to z dobrého důvodu, Optimus poráží téměř každý SATA nebo SAS disk, který jsme dosud v laboratoři měli. Úplně prozrazuji, že některé z porovnávaných SLC disků jsou na trhu již léta, ale to nemění nic na tom, že se jedná o přední podnikovou nabídku od velkých společností, které Optimus snáší dost tvrdě. Optimus v našich benchmarkech vede výborně a drží se na předních příčkách v našich úlohách 4K, 8K 70/30 a Web Server. V oblastech, jako je úloha 8K 70/30, je výkon podstatně vyšší než u konkurenčních modelů SLC, včetně lepší průměrné a špičkové latence.
Optimus však není bez nedostatků, kde jsme během jednoho z našich testovacích běhů, kdy se disk na téměř 55 sekund zastavil, zaznamenali poměrně velký nárůst latence. Tato aktivita se v žádném jiném testu neopakovala ani neovlivnila konečnou 100% aktivitu čtení, která následovala po fázi testování. U tak nové nabídky na trhu, jako první, která skutečně posouvá spotřebitelské MLC NAND na úroveň výkonu a odolnosti, která konkuruje SLC, nebylo velkým překvapením zaznamenat jeden nebo dva výkyvy ve výkonu. Očekávali bychom, že většina těchto zbývajících problémů bude v budoucích revizích firmwaru vyřešena, nebo se ve většině instalací, které disky nezatěžují tak silně jako my, ani neobjeví.
Klady
- Velmi výkonný firmware/software stack, který posouvá MLC disk před konkurenci SLC
- Extrémně rychlý, na špici mezi podnikovými nabídkami téměř ve všech kategoriích
- Vynikající design, který zajišťuje skvělý tepelný výkon v kompaktním provedení o rozměrech 9.5 mm
Nevýhody
- V našem testu předběžné přípravy webového serveru byla zjištěna velká pauza v latenci
Závěrem
Disk SMART Storage Systems Optimus nabízí výdrž 10 plných zápisů denně po dobu své pětileté záruky. To je jistě solidní výdrž mezi disky založenými na MLC, ale ještě působivější je výkon, který Optimus poskytuje i v oblasti SLC, když se umístil na předních příčkách ve více než polovině našich benchmarků.
Amazon