STEC s840 je 6Gb/s SAS SSD disk určený pro vysoce výkonný podnikový segment trhu. S840 se vyznačuje kompletně navrženým a vyvinutým interním řadičem a firmwarem spárovaným s MLC NAND pamětí v 15mm, 2.5" provedení. Dodává se v kapacitách 200 GB, 400 GB a 800 GB a nabízí trvalou propustnost čtení až 529 MB/s, propustnost zápisu 453 MB/s a maximální počet IOPS čtení 118 000. Stejně jako u většiny podnikových SSD disků je STEC více než jen o surovém výkonu; STEC má robustní portfolio duševního vlastnictví, které mu dává určité výhody v designu SSD, spolu s tradicí sahající až do roku 1994.
Při hodnocení flash technologií nelze podceňovat jejich rodokmen a portfolio duševního vlastnictví. Jsou klíčovým rozlišovacím znakem na trhu, který má tendenci být plný značného množství napodobenin a komoditních produktů. Pouhá existence a služby na vojenském a specializovaném trhu od roku 1994 však na první pohled nestačí, musí toho být víc. STEC toho ale má víc, což je hlavním hnací silou hodnotové nabídky společnosti a je zdůrazněno skutečností, že navrhují a vyrábějí vlastní řadič, což je obrovská technická výhoda. Tato výhoda se posiluje s tím, jak se výrobci obracejí k používání menších geometrií NAND pamětí, kde je velmi důležité mít hardware a firmware řadiče, které si dokážou poradit s nedokonalostmi NAND, které se s každou výměnou čipu zhoršují.
Použití MLC NAND ve vysoce výkonných podnikových SSD discích není cizí koncept, ale znamená to, že dodavatel musí být schopen porozumět a spravovat NAND, aby z disku vytěžil požadovanou výdrž. STEC nazývá svou technologii výdrže Cell Care a v kombinaci s Advanced Flash Management zajišťuje jak deklarovanou výdrž, tak konzistentní a předvídatelný výkon v ustáleném stavu po celou dobu životnosti SSD disku. STEC nabízí plnou ochranu datové cesty pro zajištění bezpečnosti přenášených dat a také PowerSafe, integrovaný kondenzátor, který zabraňuje ztrátě dat v případě výpadku napájení. Implementace kondenzátorů ve STEC je také unikátní, protože jsou v modulu, který lze v případě potřeby výměny kondenzátorů opravit v terénu bez nutnosti otevírání skříně. V neposlední řadě v přehledu technické výbavy STEC nabízí technologii SAFE, což je další bezpečnostní funkce navržená k ochraně dat v případě selhání čipu.
Všechny tyto technologie a migrace na MLC NAND znamenají, že zákazník získává poměrně atraktivní obrázek o celkových nákladech na vlastnictví (TCO) po dobu předpokládané životnosti disku. STEC uvádí údaje o výdrži 10 plných náhodných zápisů na disk za den, bez dodatečných nákladů na SLC-NAND, které jsou obvykle k dosažení těchto hodnot nutné.
Řada flash disků STEC byla v poslední době poněkud vyvážena, takže je vhodné poskytnout přehled aktuální nabídky, abyste lépe pochopili, kam jednotlivé disky patří. Jak již bylo uvedeno, STEC s840 využívá dvouportové rozhraní SAS a je zaměřen na vysoce výkonné aplikace a databázové potřeby s náročnými profily smíšeného zatížení. STEC také nabízí s620, což je základní podnikový SATA SSD disk určený pro použití s velkým počtem čtecích operací. Pro vyšší výkon prodává STEC akcelerátor aplikací PCIe, s1100, určený pro aplikace s vysokým I/O, databáze, cachování a další úkoly. V neposlední řadě má STEC software EnhanceIO SSD Cache, což je software pro cachování nezávislý na flash paměti.
Specifikace SSD disku STEC s840
- Kapacity
- 200GB – S840E200M2S
- 400GB – S840E400M2S
- 800GB – S842E800M2S
- Dvouportové rozhraní SAS
- Velikost sektoru: 512b
- Paměť Toshiba MLC NAND
- Řídicí jednotka STEC 24950-15555-XC1
- Výkon
- Trvalá propustnost čtení: Až 529 MB/s
- Trvalá propustnost zápisu: Až 453 MB/s
- Max. 100% čtení IOPS: Až 118 000
- Max. 100% zápis IOPS: Až 62 500
- Max. 100% náhodné čtení IOPS: 93 000 (8K)
- Max. 100% náhodný zápis IOPS: 19 500 (8K)
- Náhodné 70% čtení / 30% zápis IOPS: 37 800 (8K)
- Tvarový faktor: 2.5 palce
- Spotřeba energie: 6.87 W při 100% čtení
- Výdrž: 10 plných náhodných zápisů na disk za den
- Spolehlivost dat: 1 neodstranitelná chyba z 1017 přečtené bity
- Rozměry: 100.2 mm (D) x 69.8 mm (Š) x 15.0 mm (V)
- Hmotnost: <0.4 kg
- Provozní teplota: 0° až 60°C (komerční)
- Záruka: 5 let
Design a budování
STEC s840 je 15mm SSD s rozhraním SAS a 2.5" rozměrem. Tato vyšší výška Z-height se často vyskytuje u vysoce výkonných a velkokapacitních podnikových SSD disků, s výjimkou několika málo 9.5mm disků.
Rozhraní na disku STEC s840 je dvouportové SAS připojení, které se běžně vyskytuje u špičkových podnikových SSD disků. Výhodou SAS je, že nabízí vestavěné funkce failoveru, které umožňují instalace s vysokou dostupností, a také režim širokého portu, který v určitých situacích zvyšuje výkon. SAS také nabízí mnohem vyšší frontu požadavků na I/O, což může pomoci snížit latenci během intenzivních úloh.
Pouzdro disku STEC s840 je vyrobeno z kovové slitiny s unikátní vlastností, kterou jsme u žádného jiného SSD disku neviděli. S cílem co nejvíce zjednodušit instalaci disku s840 v terénu navrhla společnost STEC záložní zdroj tak, aby se dal snadno vyměnit bez nutnosti sejmutí horního krytu SSD disku. Uživatelé odstraní jeden šroub ze spodní části pouzdra a vysunou napájecí zdroj pro výměnu. Společnost STEC nám sdělila, že ačkoliv se modul po uvedení do provozu snadno opravuje, zákazníci to dělají jen zřídka, protože společnost STEC jej navrhla tak, aby se omezily poruchy napájecího modulu.
Po sejmutí horního krytu z disku STEC s840 najdeme spodní stranu desky plošných spojů, kde je vidět mezipaměť DRAM a kondenzátorová jednotka PowerSafe. Tato strana SSD disku neobsahuje žádnou tepelnou podložku, která je místo toho vložena mezi desku plošných spojů a spodní část skříně.
Jednou z významných výhod STEC s840 je řídicí jednotka. Společnost STEC si řídicí jednotku navrhla a naprogramovala interně, namísto aby ji pořídila od třetí strany. To vede k lepší integraci mezi komponentami a dává společnosti STEC výhody z hlediska spolehlivosti a podpory, protože veškeré znalosti a IP informace o řídicí jednotce a softwaru jsou interní.
Horní strana desky plošných spojů STEC s840 obsahuje deset čipů Toshiba MLC NAND, řadič STEC a také čip Micron DRAM. Model s kapacitou 800 GB používá 64 GB čipů NAND, což mu dává celkovou kapacitu RAW 1 TB a úroveň přetížení 28 %.
Spodní strana desky plošných spojů obsahuje šest kusů paměti Toshiba MLC NAND, dva další kusy paměti Micron DRAM a konektor PowerSafe.
Testovací pozadí a srovnatelné materiály
Naše recenzované 800GB disky STEC s840 používají řadič STEC 24950-15555-XC1 a paměť Toshiba MLC NAND s rozhraním SAS 6.0 Gb/s. Srovnatelné disky jsou uvedeny níže a zahrnují tradiční výkonné disky SAS založené na SLC a také SMART Optimus, což je disk MLC SAS s výkonem a odolností podobným SLC.
Srovnávací údaje pro tuto recenzi:
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 GB, řadič Intel EW29AA31AA1, 25nm SLC NAND paměť Intel, 6.0 Gb/s SAS)
- SanDisk Lightning LB406S (400 GB, řadič Pliant PTHEMI2-1VO, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- SMART Optimus (400 GB, řadič třetí strany, Toshiba MLC NAND, 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
V našem prvním testu jsme použili 100% náhodný zápis 4K se zátěží 16 vláken a 16 front. Z hlediska celkové propustnosti se STEC s840 řadí na spodní příčku s průměrnou ustálenou rychlostí zápisu kolem 16 000 IOPS, které bylo dosaženo přibližně po 60 minutách testu.
STEC s840 se po dosažení ustáleného stavu ustálil s průměrnou latencí 14-16 ms, což je jeden z nejzajímavějších trendů mezi testovanými disky.
I přes konstrukci založenou na MLC nabízel STEC s840 maximální dobu odezvy kratší než většina disků v této kategorii a po dosažení ustáleného stavu se udržel pod 100 ms.
Při dalším zkoumání metrik latence během našeho testu náhodného zápisu 4K jsme zjistili, že směrodatná odchylka latence u S840 se umístila na velmi dobré úrovni, blížící se k vrcholu.
Po dokončení předběžné fáze našeho testu jsme naměřili delší vzorky výkonu STEC s840, a to jak při 100% náhodném čtení, tak při zápisu 4K. V režimu s jedním portem jsme naměřili maximální propustnost 4K 86 171 IOPS pro čtení a 16 572 IOPS pro zápis.
Průměrná latence během našeho testu čtení 4K dat byla 2.97 ms, zatímco latence zápisu byla 15.44 ms s efektivní hloubkou fronty 256.
STEC s840 měl nejnižší špičkovou dobu odezvy pro čtení 4K dat, která měřila 15 ms, s špičkovou latencí zápisu 97.7 ms.
Vzhledem k tomu, že konzistentní latence je u podnikových SSD disků klíčová, umístil se STEC s840 v žebříčku SLC-SSD ve směrodatné odchylce latence čtení i zápisu spíše uprostřed.
V našem prvním smíšeném zatížení s 8K profilem a rozpětím čtení/zápisu 70/30 % se STEC s840 umístil na druhém místě za SMART Optimus. Po dosažení ustáleného stavu přibližně po 80 minutách se výkon pohyboval mezi 37 000 a 42 000 IOPS.
S efektivní hloubkou fronty 256 si STEC s840 udržel průměrnou latenci pod kontrolou, s dobou odezvy necelých 7 ms.
Při přechodu na špičkové doby odezvy si STEC s840 založený na MLC udržel maximální dobu odezvy pod 50 ms, jakmile dosáhl ustáleného stavu.
Při bližším pohledu na směrodatnou odchylku latence nabídl STEC s840 nejlepší latenci ve své třídě s nejkonzistentnějším výkonem ze skupiny v našem segmentu předběžné úpravy 8K 70/30.
Ve srovnání s fixním maximálním zatížením 16 vláken a 16 front, které jsme provedli v testu zápisu 100 % 4K, naše profily smíšených zatížení škálují výkon v široké škále kombinací vláken/front. V těchto testech rozmezujeme intenzitu zatížení od 2 vláken a 2 front až po 16 vláken a 16 front. V rozšířeném testu 8K 70/30 vykázal STEC s840 neuvěřitelně silný výkon v převážné části rozsahů zatížení; překonán byl pouze v nejvyšších efektivních hloubkách front. Vzhledem k tomu, že většina aktivity v podnikových podmínkách probíhá pod plnou saturací, STEC s840 by s největší pravděpodobností vykazoval nejvyšší výkon v běžném produkčním prostředí s zatížením 8K.
STEC s840 nemá problém nabídnout nejrychlejší průměrnou latenci během většiny testu 8K 70/30, přičemž SMART Optimus ho překonává pouze v nejvyšších úrovních efektivní hloubky fronty.
Při porovnání špičkových dob odezvy v širokém rozsahu zátěží od efektivní hloubky fronty 4 do 256 se STEC s840 umístil na špici s nejnižšími časy. S840 se po celou dobu testu držel pod 50 ms, přičemž většina z nich byla pod 40 ms.
Směrodatná odchylka latence v našem testu 8K 70/30 zůstala konzistentní v celém rozsahu hloubky fronty a Hitachi SSD400S.B ji překonal jen o nepatrný rozdíl.
Další úlohou je náš profil souborového serveru, který pokrývá širokou škálu velikostí přenosů od 512b do 512K. V této sekci si STEC s840 stále udržuje své místo na špici, po boku SMART Optimus a SanDisk Lightning.
Po dosažení ustáleného stavu po 100–120 minutách fáze předběžné úpravy dosáhl STEC s840 průměrné doby odezvy 11–13 ms po zbývající část testu.
Porovnání maximální latence v testu předběžné úpravy souborového serveru je trochu matoucí, protože jednotlivé SSD disky naměřily oproti ostatním 50 ms. Pokud jde o výkon STEC s840, dosáhl v každém intervalu jedné z nejnižších maximálních dob odezvy, která naměřila něco málo přes 75 ms. Nejlepší v této kategorii naměřila kolem 60 ms a nejhorší kolem 150 ms nebo více.
Při porovnání směrodatné odchylky latence ve fázi předběžné přípravy našeho testu souborového serveru se STEC s840 téměř vyrovnal SMART Optimus, které se oba umístily na druhém místě v porovnání se SanDisk Lightning.
Po dokončení fáze předběžné přípravy našeho testu souborového serveru jsme změřili výkon každého SSD disku při zátěži mezi 2T/2Q a 16T/16Q. Podobně jako v testu 8K 70/30, i STEC s840 nabídl nejvyšší výkon v této třídě při nejnižších efektivních hloubkách front. Jakmile hloubka fronty v každém segmentu dosáhla vrcholu, byl překonán SanDisk Lightning, ale i tak se v celkovém výkonu umístil na špici třídy.
Pokud jde o průměrnou latenci, STEC s840 si vedl srovnatelně se SMART Optimus i SanDisk Lightning.
V každém testu souborového serveru se STEC s840 umístil v průměru v rozsahu efektivních hloubek fronty, přičemž maximální doba odezvy se u většiny zátěží držela pod 50 ms a při nejvyšších hloubkách fronty se zvýšila na necelých 100 ms.
Vzhledem k velkému rozptylu velikostí přenosových dat pracuje každý SSD disk usilovněji, aby si udržel výkon. V tomto testu si STEC s840 vedl s nejrychlejšími SSD disky založenými na SLC a udržel si konzistentnější latenci než SMART Optimus, který ve své vysoce výkonné konfiguraci také používá MLC NAND.
Naše finální předběžná úloha využívá tradiční test webového serveru se 100% aktivitou čtení a přepíná ho na 100% aktivitu zápisu pro předběžnou přípravu každého SSD disku. V tomto segmentu měl SanDisk Lightning LB 406S vysokou propustnost, zatímco ostatní srovnatelné disky, včetně s840, měly mnohem nižší výkon.
Při 100% zátěži předběžného zápisu a efektivní hloubce fronty 256 si STEC s840 udržel průměrnou latenci kolem 40 ms po dosažení ustáleného stavu.
Během celého procesu předběžné úpravy v naší webové serverové zátěži si STEC s840 udržel maximální dobu odezvy mezi 150-200 ms, což je ve stejném rozmezí jako u mnoha nejvýkonnějších SSD disků založených na SLC.
Když jsme se zaměřili z maximální latence na celkovou konzistenci latence, STEC s840 nabídl v testu předběžné úpravy webového serveru nejnižší směrodatnou odchylku.
Po zbytek našeho testu webového serveru jsme se vrátili zpět na 100% aktivitu čtení (zatímco předběžná úprava byla 100% zápis). V tomto testu STEC s840 opět nabídl nejvyšší výkon ve skupině v nižších rozsazích efektivní hloubky fronty a byl zaostává pouze na nejvyšších úrovních.
Průměrná latence v našem profilu webového serveru spuštěném na disku STEC s840 ukázala, že nabízí mírný náskok oproti srovnatelným podnikovým SSD diskům třídy SLC ve všech úrovních efektivní hloubky fronty kromě nejvyšší.
Maximální doba odezvy v části testu webového serveru se 100% čtením u STEC s840 byla pod 50 ms, a to téměř při nejvyšším zatížení. Ve své třídě si vedl na špici a řadil se těsně vedle Hitachi SSD400S.B.
Bližší pohled na latenci v sekci směrodatné odchylky v testu webového serveru ukázal, že STEC s840 ve většině oblastí těsně překonává náskok, s výjimkou nejvyšší efektivní hloubky fronty.
Závěr
SSD disk STEC s840 se pevně zaměřuje na mainstreamové a výkonné podnikové trhy, ale nabízí lepší hodnotu než přední alternativy SLC NAND. Díky využití MLC NAND a vlastnictví vlastního řadiče je STEC schopen zvýšit jak výkon, tak i odolnost disku a zároveň nabídnout působivou hodnotu. STEC má také výhodu v oblasti podpory a inženýrství díky použití vlastního řadiče a celkový balíček je dále posílen robustním portfoliem IP, které zahrnuje téměř 20 let zkušeností v oblasti flash úložišť.
Jak jsme viděli v našich výsledcích výkonu, s840 si vede velmi dobře napříč všemi oblastmi, a to i ve srovnání s disky založenými převážně na SLC. Disk si vedl obzvláště dobře ve smíšených úlohách, kde nabízel značnou výhodu při nižších efektivních hloubkách front, kde ostatní disky potřebovaly k dosažení špičkového výkonu více nevyřízených požadavků. I s využitím MLC NAND byl STEC schopen omezit špičkové doby odezvy a udržet si vynikající směrodatnou odchylku latence, která mnohokrát překonala konkurenci založenou na SLC. Tyto silné stránky byly nejvíce patrné u úloh s velkým rozptylem velikostí přenosů, jako jsou naše profily webového serveru a souborového serveru.
Společnost STEC je v posledních měsících druhým výrobcem, který nabízí disk založený na technologii MLC, jež nabízí vysoký výkon a vysokou odolnost v oblasti produktů založených na technologii SLC. Vzhledem k tomu, že podnikoví kupující nadále hledají způsoby, jak snížit náklady, budou mít na tomto trhu výhodu výrobci, kteří mohou využít rozsáhlé duševní vlastnictví v oblasti SSD k nabídce produktů, které i nadále posouvají hranice výkonu a zároveň snižují náklady.
Klady
- Nejvyšší výkon v širokém rozsahu úrovní vláken/front v mnoha našich smíšených úlohách
- Nízká maximální latence a vysoká směrodatná odchylka latence ve všech úlohách
- Využívá vlastní řadič k zajištění výkonu a odolnosti na úrovni SLC z MLC NAND
Nevýhody
- Není nabízeno v provedení s maximální hustotou 9.5 mm
Závěrem
Podnikový SSD disk STEC s840 6 Gb/s SAS nabízí v mnoha našich úlohách v reálných podmínkách špičkový výkon; na úrovních vláken a front pod plnou saturací. I přes vysoký výkon I/O si stále udržuje mimořádně nízkou špičkovou latenci při vysokých efektivních hloubkách front s velmi nízkou směrodatnou odchylkou, což ukazuje sílu SSD disku založeného na SLC i s běžně dostupnými NAND paměťmi.
Amazon