Recenze SSD disku Seagate 1200.2 SAS (3.84 TB, 3DWPD)

by Laboratoř StorageReview Enterprise on 25. července, 2017

Enterprise ◇ SSD

Společnosti Seagate a Micron uvedly na trh disky SAS SSD na konci roku 2015 ve spolupráci s cílem urychlit prodej podnikových SSD disků obou společností. V úvodní recenzi jsme se zaměřili na disk s kapacitou 1.6 TB v kategorii lehké výdrže, která dosahuje výkonu tři zápisy na disk denně (DWPD). Seagate nabízí SSD disky s kapacitou 1200.2 TB v pěti kategoriích výdrže od 1 DWPD do 25 DWPD. V této recenzi se držíme běžné kategorie lehké výdrže pro smíšené pracovní zátěže, ale zaměříme se na model s nejvyšší kapacitou 3.84 TB.

SSD disk Seagate 1200.2 se dodává v několika variantách, aby uspokojil víceméně jakékoli požadavky datového centra. Tento konkrétní model spadá do kategorie s nízkou výdrží a nabízí 3 zápisy denně. I když je výdrž poněkud nízká, disk nabízí kapacitu dosahující až 4 TB (3.84). I s touto vysokou kapacitou disk stále uvádí výkon sekvenčního čtení 1.85 GB/s (128 kB) a průměrnou latenci 115 μs. Seagate nabízí disk také v konfiguraci SED.

Specifikace SSD disku Seagate 1200.2 SAS

Kapacita: 3.84TB
Rozhraní Duální 12Gb/s SAS
Typ NAND flash paměti eMLC
Tvarový faktor 2.5 palce × 15 mm
Výkon
- Sekvenční čtení (MB/s) ve špičce, 128 kB Dva porty/Jeden port: Až 1 850/1 100
- Sekvenční zápis (MB/s) ve špičce, 128 kB: až 770
- 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): 3
- Neopravitelné chyby čtení na přečtený bit: 1 na 10E17
- Roční míra selhání (AFR): 0.35 %
Power Management
- Max. rozběhový proud +5/+12V (A): 0.44/0.42
- Průměrný spotřeba energie během spánku (W): 4.8
- Konfigurovatelné nastavení limitu výkonu (W): 9 až 12
- Průměrný výkon v klidovém stavu (W): 5.8
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

Design a budování

Seagate 1200.2 je 2.5" SSD disk s výškou Z 15 mm. Přestože je silnější než jiné SSD disky, stále se vejde do většiny diskových polí.

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:

S rostoucí kapacitou a výkonem disků SATA a SAS přešel StorageReview k agresivnějšímu testovacímu režimu pro jednotlivé SSD disky. Tento testovací proces se odráží i u produktů NVMe, což usnadňuje proces srovnání – i když se produkty v nejvyšší třídě pohybují v naprosto odlišných třídách. V této recenzi porovnáváme disk Seagate 1200.2 SAS 3.84 TB se Seagate 1200.2 1.6 TB a 1.6 TB Toshiba PX04 a také s diskem HGST 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 SAS 3.84 TB jsou proto výkon MySQL OLTP pomocí SysBench a výkon Microsoft SQL Server OLTP se simulovanou zátěží TCP-C. Pro naše aplikační zátěže bude na každém disku spuštěno 2–4 identicky nakonfigurované virtuální počítače.

Výkon serveru SQL

Každý virtuální počítač SQL Serveru je nakonfigurován se dvěma virtuálními disky: 100GB svazkem pro bootování a 500GB svazkem pro databázi a soubory protokolů. Z hlediska systémových prostředků jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 16 virtuálními procesory (vCPU), 64 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI. Zatímco naše testované úlohy v Sysbenchu dříve přesytily platformu jak v oblasti úložných I/O operací, tak i kapacity, test SQL se zaměřuje na výkon s ohledem na latenci.

Tento test využívá SQL Server 2014 běžící na hostovaných virtuálních počítačích se systémem Windows Server 2012 R2 a je zatěžován nástrojem Benchmark Factory for Databases od společnosti Quest. Testovací protokol Microsoft SQL Server OLTP od společnosti StorageReview využívá aktuální návrh benchmarku Transaction Processing Performance Council Benchmark C (TPC-C), online benchmarku pro zpracování transakcí, který simuluje aktivity vyskytující se ve složitých 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.

Konfigurace testování SQL Serveru (na virtuální počítač)

Windows Server 2012 R2
Úložná stopa: 600 GB přiděleno, 500 GB využito
SQL Server 2014
- Velikost databáze: škálování 1 500
- Zatížení virtuálních klientů: 15 000
- Vyrovnávací paměť RAM: 48 GB
Délka testu: 3 hodiny
- 2.5 hodiny předběžné přípravy
- 30minutový vzorek

Při pohledu na výstup SQL Serveru dosáhl Seagate 1200.2 celkového TPS 3 138,13 s jednotlivými virtuálními stroji v rozmezí od 3 137,66 TPS do 3 138,59 TPS. To řadí disk mírně nad HGST (celkově), ale za zbytek sestavy.

Průměrná latence během benchmarku SQL Serveru s 15 000 uživateli umístila Seagate 1200.2 na spodních příčkách. 1200.2 měl individuální latenci 36 ms až 38 ms s celkovou latenci 37 ms, což je mnohem více než u ostatních testovaných disků.

Výkon Sysbench

Další aplikační benchmark zahrnuje databázi Percona MySQL OLTP měřenou pomocí SysBench. Tento test měří průměrný TPS (transakce za sekundu), průměrnou latenci a také průměrnou latenci 99. percentilu.

Každý virtuální počítač Sysbench je nakonfigurován se třemi virtuálními disky: jedním pro bootování (~92 GB), jedním s předpřipravenou databází (~447 GB) a třetím pro testovanou databázi (270 GB). Z hlediska systémových zdrojů jsme každý virtuální počítač nakonfigurovali s 16 virtuálními procesory (vCPU), 60 GB paměti DRAM a využili jsme řadič LSI Logic SAS SCSI.

Konfigurace testování Sysbench (na virtuální počítač)

CentOS 6.3 64bitový
Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Databázové tabulky: 100
- Velikost databáze: 10 000 000
- Vlákna databáze: 32
- Vyrovnávací paměť RAM: 24 GB
Délka testu: 3 hodiny
- 2 hodiny předběžné přípravy 32 vláken
- 1 hodina 32 vláken

Při pohledu pouze na benchmark průměrného počtu transakcí za sekundu s kapacitou 3.84 TB a výkonem 1200.2 jsme viděli, že jednotlivé virtuální stroje dosahovaly v rozmezí od 1 017,55 TPS do 1 018,3 TPS s celkovým skóre 4 072,7 TPS. To byl nárůst oproti 1.6TB Seagate, který dosáhl vrcholu 3 627,1 TPS.

S průměrnou latencí se 3.84TB 1200.2 udržel kolem 31.425 ms s minimální latencí 31.4 ms a maximální latenci virtuálního počítače 31.45 ms, což v souhrnu dává 31.4275 ms.

Co se týče našeho nejhoršího scénáře latence MySQL (latence 99. percentilu), Seagate 1200.2 se opět příliš neodchyloval s minimální hodnotou 60.14 ms pro virtuální počítač, maximální hodnotou 60.73 ms a souhrnnou hodnotou 60.485 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

Hostitel FIO

Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- Dva procesory Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 jader, 45 MB mezipaměti)
- 768 GB RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB na procesor)
- CentOS 7.2
- HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i

V našem testu propustnosti 4k zápisu začal Seagate 1200.2 3.84TB poměrně silně a stabilně s rychlostí kolem 140K IOPS. Disk prudce klesl a ustálil se na 50K IOPS, což je nejnižší hodnota.

S průměrnou předběžnou úpravou latence vidíme podobné umístění. Seagate 1200.2 3.84TB opět začal s poměrně silnou a stabilní latencí pod 2 ms, ale pomalu se začal plazit nahoru, než skončil s nejvyšší latencí kolem 5 ms.

S maximálním předběžným nastavením latence začal Seagate 1200.2 3.84TB trochu hůře s výkyvy po celé mapě, v jednom okamžiku vystřelil nad 200 ms. Disk se v průběhu testu ustálil a skončil s časem kolem 26 ms, což je opět nejvyšší hodnota ze všech.

Předběžná úprava se standardní odchylkou ukázala, že Seagate 1200.2 3.84TB začal s vyšším časem než ostatní disky a postupně se zvyšoval, až skončil s časem kolem 2.5 ms.

Během primárního syntetického benchmarku 4k se Seagate 1200.2 3.84TB ocitl na třetím místě v propustnosti čtení s 160 129 IOPS a na posledním místě v propustnosti zápisu s 49 471 IOPS.

Průměrná latence dala 3.84TB disku stejné umístění s latencí čtení 1.598 ms a latencí zápisu 5.173 ms.

Pokud jde o maximální latenci, 3.84TB disk Seagate se umístil na druhém místě ve výkonu čtení (18.26 ms) a na posledním místě v zápisu s 35.17 ms.

Se směrodatnou odchylkou se na posledním místě umístil disk Seagate 1200.2 3.84 TB s latencí čtení 0.69 ms a latencí zápisu 2.7 ms.

Naše další úloha využívá 8 tisíc přenosů s poměrem 70 % operací čtení a 30 % operací zápisu. Opět začínáme s výsledky předběžné přípravy, než přejdeme k hlavním testům. Zde 1200.2 Seagate 3.84TB startoval na třetím místě a dokázal se tam udržet po celou dobu benchmarku s výkonem kolem 60 tisíc IOPS. Nejlepší výkon, Toshiba, toto skóre téměř zdvojnásobila s výkonem kolem 106 tisíc IOPS.

S průměrnou latencí 8k při předběžném nastavení dokázal 3.84TB Seagate porazit 1.6TB verzi s latencí kolem 4.2 ms.

Při předběžném nastavení latence na maximální hodnotu 8k vykazovaly oba disky Seagate vyšší hodnoty, přičemž 3.84TB disk vykazoval o něco méně stabilní výsledky. Oba disky skončily na spodních příčkách tabulky, s dobou odezvy kolem 17 ms.

Předběžná úprava směrodatné odchylky pro 8k dat vedla k tomu, že se Seagate 1200.2 3.84TB propadl na dno tabulky s latencí kolem 2.3 ms.

Jakmile je disk plně připraven, přepneme na naše primární benchmarky 8k 700/30. Co se týče propustnosti, disk Seagate 3.84TB se držel bok po boku disku HGST, než se ke konci propadl na poslední místo s přibližně 61 tisíci IOPS.

S průměrnou latencí se disk Seagate 1200.2 s kapacitou 3.84 TB umístil na posledním místě a po celou dobu se držel se zbytkem sestavy.

V maximální latenci skončil 3.84TB disk Seagate poslední s mírně větším náskokem než v průměrné latenci.

Směrodatná odchylka vedla k tomu, že 3.84TB disk Seagate bojoval o třetí místo s HGST, než ho masivní nárůst na konci sezóny pevně odsunul na poslední místo.

Závěr

SSD disk Seagate 1200.2 SAS se dodává v dostatečně odolných provedeních, aby uspokojil potřeby většiny datových center. V této recenzi jsme se zaměřili na model s nejvyšší kapacitou 3.84 TB a nízkou odolností pro smíšené pracovní zátěže. Model podporuje 3 DWPD pro odolnost a dosahuje poměrně dobrého výkonu sekvenčního čtení 1.85 GB/s a průměrné latence 115 μs. SSD disk 1200.2 SAS se dodává také v zabezpečené konfiguraci SED.

Při pohledu na výkon se nelze ubránit dojmu, že dochází k určitému kompromisu mezi kapacitou a výkonem. V naší analýze pracovní zátěže aplikací dosáhl disk skóre SQL TPS, které je srovnatelné s ostatními testovanými disky, s celkovým skóre 3 138,1, nicméně v průměrné latenci SQL Serveru se umístil na posledním místě s celkovou latencí 37 ms. V našem benchmarku Sysbench podal 3.84TB 1200.2 pravděpodobně nejlepší výkon, když se umístil na druhém místě s celkovým skóre 4 072,7 TPS, průměrnou latencí 31.43 ms a latencí v nejhorším případě 60.48 ms.

V syntetických podnikových benchmarkech disk ukázal své slabiny v rychlosti zápisu. V ustáleném stavu 4k se 3.84TB 1200.2 umístil na posledním místě ve všech čtyřech testech. V našem primárním testu měl disk nejnižší skóre propustnosti zápisu 4k s 49 471 IOPS a předposlední propustnost čtení s 160 129 IOPS. V testech latence 4k měl disk výrazně vyšší latenci, zejména u zápisů, než ostatní disky. V našem 8k 70/30 si disk nevedl o nic lépe a skončil na posledním místě ve všech testech, i když v průměrné latenci se ostatním diskům docela blížil.

Klady