HGST Ultrastar SN100 Serie 2.5″ NVMe SSD Testbericht

by StorageReview Enterprise Lab on Juli 1, 2016

Unternehmen ◇ SSD

Ende letzten Jahres testeten wir die HGST SN150 und befanden sie als solide und leistungsstarke NVMe-SSD. Die SN100 ist das 2.5-Zoll-Pendant und wie die SN150 mit Kapazitäten bis zu 3.2 TB erhältlich. HGST möchte die Einführung von NVMe vereinfachen und bietet daher eine breite Palette an Formfaktoren und Kapazitäten für die meisten Anforderungen. Die HGST Ultrastar SN100-Serie wurde speziell für Rechenzentrumsexperten entwickelt, die hohe Anwendungsleistung bei niedrigen Gesamtbetriebskosten benötigen. Obwohl die Unterstützung für 2.5-Zoll-NVMe-SSDs im Unternehmensbereich noch nicht mit der von SAS mithalten kann, sind die Vorteile der einfachen Wartung direkt am Server für diejenigen, die ein vertrautes Bereitstellungsmodell für ihre latenzempfindlichen Anwendungen wünschen, von großer Bedeutung.

HGST gibt die SN100 mit identischen Leistungszahlen im Vergleich zur SN150 an und betont, dass ihr NVMe-Laufwerk über die gesamte Lebensdauer der SSD hinweg bei allen Anwendungs-Workloads eine konstante Leistung liefern wird. Zu diesem Zweck bietet der SN100 eine Leistung von bis zu 310,000 gemischten zufälligen I/O-Leistungen, während die sequentiellen Lese- und Schreibgeschwindigkeiten 3 GB/s bzw. 1.6 GB/s erreichen sollten.

Der HGST SN150 verfügt außerdem über UEFI-Boot-Unterstützung. Dadurch werden nicht nur die Startzeiten und die Wiederaufnahme aus dem Ruhezustand beschleunigt, sondern auch die Sicherheit verbessert, indem der Vorstartprozess vor Bootkit-Angriffen geschützt wird. Darüber hinaus verfügt das HGST NVMe-Laufwerk über erweitertes Energiemanagement und Zuverlässigkeit auf Unternehmensniveau. Letztere besteht aus Flash-fähigem RAID, End-to-End-Datenpfadschutz, erweitertem ECC, sicherem Löschen und Stromausfallschutz.

Das SN5 verfügt über eine 100-Jahres-Garantie und ist mit Kapazitäten von 800 GB, 1.6 TB und 3.2 TB erhältlich.

HGST SN100 NVMe SSD-Spezifikationen

Konfiguration
Standardkapazitäten (GB): 3200 / 1600 / 800
Kapazitätsbereich (min.-max. GB): 2240–3820 / 1120–1910 / 560–955
Schnittstelle: PCIe 3.0 x4 (8639)
Formfaktoren: SFF 2.5-Zoll-Laufwerk
Eigenschaften:
- Lesedurchsatz (max. MB/s, sequenziell 128 KB): 3000/3000/2600
- Schreibdurchsatz (max. MB/s, sequenziell 128 KB): 1600/1600/1400
- Lese-IOPS (maximale IOPS, zufällig 4k): 743,000 / 743,000 / 634,000
- Schreib-IOPS (maximale IOPS, zufällig 4k): 140,000 / 140,000 / 80,000
- Gemischte IOPS (70/30 R/W, zufällig 4k): 310,000 / 310,000 / 190,000
- Lese-IOPS (maximale IOPS, zufällig 8k): 385,000 / 385,000 / 330,000
- Schreib-IOPS (maximale IOPS, zufällig 8k): 75,000 / 75,000 / 42,000
- Latenz 512B (μs): 20 / 20 / 20
Zuverlässigkeit
- MTBF4 (M Stunden):2.0
- Jährliche Ausfallrate (AFR): 0.44 % 0.44 %
- Ausdauer: 3 DW/D
Garantie: 5 Jahre
Physik
- Abmessungen, ohne Halterung (mm): 100.45 x 69.85 x 15
- Gewicht ohne Halterung (g): 177 / 174 / 166
Environmental
- Stromverbrauch (aktiv/leer): 25 Watt / 8 Watt
- Betriebstemperatur: 0 ° bis 70 ° C.
- Nichtbetriebstemperatur: -40° bis 70°C
Luftstrom (LFM): 300
Thermische Drosselung: Unterstützt
Temperaturüberwachung: In-Band und Out-Band über SMBus
PowerSafe®-Technologie Datenschutz bei Stromausfall
Leistungsdrosselung wird unterstützt
Stromschienen: 3.3 V Aux, 12 V Versorgungsschiene
JEDEC-Konformität: 3-monatige Aufbewahrung bei 40 °C am EOL
Betriebssysteme
- Linux RHEL 6/7, SLES 12, CentOS 6/7, Open SUSE 12
- Windows Microsoft Server 2008 R2, Windows 2012, Windows 2012 Server
Software:
- HGST Gerätemanager (HDM): HDM 3.1 (CLI)
- NVMe-Standard: 1.1a
Herstellungsstandards: Penang, Malaysia ISO 9001:2008 zertifiziert, ISO 14001:2004 zertifiziert

Design und bauen

Wie die meisten Enterprise-Laufwerke hat das SN100 ein sehr einfaches Design. Das SN100 ist ein SFF-Laufwerk im 2.5-Zoll-Formfaktor mit einem schwarzen Metallgehäuse. Auf der Vorderseite eines Laufwerks befindet sich ein Aufkleber mit Informationen wie Modellnummer und Kapazität sowie dem HGST-Logo auf der rechten Seite.

An den Seiten des Laufwerks befinden sich Schraubenlöcher für die Montage und an beiden Enden befinden sich Belüftungslöcher für die passive Kühlung.

Auch die Unterseite des Laufwerks ist ohne Schnickschnack, lediglich mit einem kleinen Aufkleber mit Seriennummer und Herstellernummer versehen.

Hintergrund und Vergleiche testen

Das StorageReview Enterprise Test Lab bietet eine flexible Architektur für Benchmarks von Enterprise-Speichergeräten in einer Umgebung, die den Anforderungen realer Implementierungen entspricht. Das Enterprise Test Lab umfasst verschiedene Server, Netzwerkkomponenten, Stromversorgungssysteme und weitere Netzwerkinfrastruktur, die es unseren Mitarbeitern ermöglichen, praxisnahe Bedingungen zu schaffen und die Leistung während unserer Tests präzise zu messen.

Wir integrieren diese Details zur Laborumgebung und den Testprotokollen in unsere Bewertungen, damit IT-Experten und Verantwortliche für die Speicherbeschaffung die Bedingungen nachvollziehen können, unter denen wir die folgenden Ergebnisse erzielt haben. Unsere Bewertungen werden weder vom Hersteller der getesteten Geräte bezahlt noch von diesem überwacht. Weitere Informationen zum StorageReview Enterprise Test Lab und eine Übersicht seiner Netzwerkfunktionen finden Sie auf den entsprechenden Seiten.

Wir werden die HGST SN100 mit der Intel P3700 , der Memblaze PBlaze4 und der Samsung XS1715 2.5" NVMe SSD vergleichen.

Analyse der Anwendungsauslastung

Um die Leistungsmerkmale von Enterprise-Speichergeräten zu verstehen, ist es unerlässlich, die Infrastruktur und die Anwendungsworkloads aus produktiven Umgebungen zu modellieren. Unsere ersten Benchmarks für die HGST Ultrastar SN100 2.5" sind daher die MySQL-OLTP-Performance (mittels SysBench) und die Microsoft-SQL-Server-OLTP-Performance mit einer simulierten TCP/C-Workload. Auf jedem Laufwerk laufen zwei bis vier identisch konfigurierte virtuelle Maschinen.

StorageReview verwendet für sein Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll den aktuellen Entwurf des TPC-C-Benchmarks (Transaction Processing Performance Council). Dieser Benchmark simuliert die Aktivitäten komplexer Anwendungsumgebungen und ermöglicht eine präzisere Bewertung der Stärken und Schwächen der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen als synthetische Leistungsbenchmarks. Jede Instanz unserer SQL Server-VM für diesen Test nutzt eine 333 GB große SQL Server-Datenbank (Skalierung 1,500) und misst die Transaktionsleistung und Latenz unter einer Last von 15,000 virtuellen Benutzern.

Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe zeigte das HGST-Laufwerk Ergebnisse an der Spitze der Bestenliste mit einem führenden TPS von 3,157.79 und einem Gesamtwert von 3,157.47 TPS.

Die Ergebnisse der durchschnittlichen Latenz während des 15-Benutzer-SQL-Server-Benchmarks zeigten ein ähnliches Bild. Hier liegt der HGST wieder an der Spitze der Bestenliste (zusammen mit den Samsung- und Intel-Laufwerken) und weist in allen Spalten eine Latenz von 7.0 ms auf.

Der nächste Anwendungsbenchmark besteht aus einer über SysBench gemessenen Percona MySQL OLTP-Datenbank. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz. Percona und MariaDB verwenden die Flash-fähigen Anwendungs-APIs von Fusion-io in den neuesten Versionen ihrer Datenbanken, obwohl wir für diesen Vergleich jedes Gerät in seinen „alten“ Blockspeichermodi testen.

Beim Benchmark „Durchschnittliche Transaktionen pro Sekunde“ lag der HGST SN100 2.5 Zoll mit einem durchschnittlichen Wert von 5,650.83 TPS im Mittelfeld. Einzelne VMs reichten von 1,408.4 TPS bis 1,416.8 TPS.

Bei der Betrachtung der durchschnittlichen Latenzergebnisse befand sich das HGST-Laufwerk erneut im Mittelfeld (wenn auch nur 1.5 ms vom Spitzenreiter entfernt), wobei einzelne VMs zwischen 22.58 ms und 22.72 ms liefen und die Gesamtlatenz 22.65 ms betrug. Das Intel-Laufwerk zeigte mit einer Gesamtzeit von 22.15 ms Spitzenergebnisse.

In Bezug auf unser Worst-Case-MySQL-Latenzszenario (99. Perzentillatenz) rückte der HGST SN100 mit VMs, die zwischen 45.38 ms und 58.00 ms liefen, mit einer Gesamtzeit von nur 45.38 ms wieder an die Spitze der Bestenliste zurück.

Fazit

Insgesamt handelt es sich bei der HGST Ultrastar SN100-Serie um ein leistungsstarkes NVMe-Laufwerk, das bei Anwendungen, die von lokalem Speicher mit geringer Latenz profitieren können, eine recht gute Leistung erbringt. Eines der attraktivsten Merkmale dieses Laufwerks ist seine einfache Einsatzfähigkeit; Durch die Unterstützung standardmäßiger NVMe-Treiber können Benutzer sofort loslegen, ohne zusätzliche Software installieren zu müssen.

In unserem SQL Server TPC-C-Benchmark, der die SQL Server-Ausgabe für 15,000 virtuelle Benutzer untersucht, zeigte das HGST-Laufwerk Ergebnisse an der Spitze der Bestenliste mit einem führenden TPS von 3,157.79 und einem Gesamtwert von 3,157.47 TPS. Bei der durchschnittlichen Latenz lag das SN100 erneut an der Spitze (neben den Samsung- und Intel-Laufwerken) und verzeichnete eine Latenz von 7.0 ms für alle VMs.

In unseren Sysbench-Tests konnten wir eine starke Leistung des 100-Zoll-Laufwerks SN2.5 feststellen. Im Benchmark „Durchschnittliche Transaktionen pro Sekunde“ platzierte sich der HGST SN100 2.5 Zoll mit durchschnittlich 5,650.83 TPS im Mittelfeld der Bestenliste. Bei der durchschnittlichen Latenz desselben Tests lag der HGST erneut im Mittelfeld, wobei einzelne VMs zwischen 22.58 ms und 22.72 ms liefen und die Gesamtlatenz 22.65 ms betrug. Die Ergebnisse unseres Worst-Case-MySQL-Latenztests (99. Perzentillatenz) zeigten, dass der HGST SN100 wieder an der Spitze der Bestenliste steht, mit VMs, die zwischen 45.38 ms und 58.00 ms laufen, sowie einer Gesamtzeit von nur 45.38 ms.

Vorteile