Intel SSD DC S3700 Series Enterprise SSD-Testbericht

Die Intel SSD DC S3700 nutzt eine 6-Gbit/s-SATA-Schnittstelle gepaart mit MLC NAND, einem hauseigenen Controller, und wird sowohl im 2.5-Zoll- als auch im 1.8-Zoll-Formfaktor angeboten. Das S3700 ist für die Mainstream- und Hochleistungs-Unternehmensmarktsegmente konzipiert und verfügt über ein aggressives Preissystem (40 % niedrigerer UVP als das Vorgängermodell), wodurch das Laufwerk für nahezu jeden Server-Computing- oder Flash-Array-Anforderungen verbrauchbar ist. Die Botschaft der einfachen Bereitstellung sowie die Tradition von Intel, SSDs mit führender Ausdauer und Leistung anzubieten, machen das S3700 für eine Vielzahl von Anwendungsfällen attraktiv.

Die Intel SSD DC S3700 nutzt eine 6-Gbit/s-SATA-Schnittstelle gepaart mit MLC NAND, einem hauseigenen Controller, und wird sowohl im 2.5-Zoll- als auch im 1.8-Zoll-Formfaktor angeboten. Das S3700 ist für die Mainstream- und Hochleistungs-Unternehmensmarktsegmente konzipiert und verfügt über ein aggressives Preissystem (40 % niedrigerer UVP als das Vorgängermodell), wodurch das Laufwerk für nahezu jeden Server-Computing- oder Flash-Array-Anforderungen verbrauchbar ist. Die Botschaft der einfachen Bereitstellung sowie die Tradition von Intel, SSDs mit führender Ausdauer und Leistung anzubieten, machen das S3700 für eine Vielzahl von Anwendungsfällen attraktiv.

Intel wirbt dieses Mal jedoch nicht nur für Leistung/Ausdauer. Während das Laufwerk 4 KB zufällige Lese-IOPS von 75,000 und 36,000 IOPS zufällige Schreibvorgänge bietet, gibt Intel eine IOPS-Verteilung von 10 % an, die ein enges Fenster für konstante Leistung bietet. Der DC S3700 sorgt außerdem für vorhersehbare Reaktionszeiten mit Latenzen von <500 μs für 99.9 % der Zeit.

Wenn es um Ausdauer geht, verwendet Intel wie andere, die MLC NAND verwenden, einen eigenen proprietären Ansatz, um mehr Schreibzyklen aus dem NAND herauszuholen. Natürlich hilft es, einen eigenen Controller, NAND und Softwarepakete zu besitzen. Intel kombiniert sein tiefes NAND-Verständnis und NAND-Management für das, was sie High Endurance Technology (HET) nennen. Mit HET kann der DC S3700 10 Laufwerksschreibvorgänge pro Tag (DWPD) über eine typische Laufwerkslebensdauer von 5 Jahren verarbeiten.

Der DC S3700 ist in zwei Formfaktoren erhältlich: dem Standard-2.5-Zoll-Formfaktor mit den Kapazitäten 100 GB, 200 GB, 400 GB und 800 GB und einem 1.8-Zoll-Formfaktor, der eher auf eingebettete Anwendungen in den Kapazitätspunkten 200 GB und 400 GB ausgerichtet ist. Jedes Laufwerk unterstützt vollständigen Datenpfadschutz, AES-256-Bit-Verschlüsselung und Stromausfallschutz über einen Kondensator. Das Laufwerk führt beim Booten außerdem Selbsttests durch, um den ordnungsgemäßen Betrieb sicherzustellen.

Als kleine Anmerkung zur Haushaltsführung ist anzumerken, dass der DC S3700 eine neue Namenskonvention für Intel einführt, was wahrscheinlich Sinn macht, da die aktuelle Laufwerksreihe (z. B. 320, 330, 520, 710, 910) nicht sehr viele bietet klare Abgrenzung dessen, was was ist. Consumer-SSDs werden mit Enterprise-Laufwerken vermischt und SATA- und PCIe-Schnittstellen werden vermischt, was einer verwirrenden Liste dreistelliger Laufwerksnamen gleichkommt. Intel geht zu einer dreistufigen Konsolidierung über, wobei die Gruppen als Data Center (DC), Professional (Client) und Consumer bezeichnet werden.

Technische Daten der Intel SSD DC S3700-Serie

• Kapazitäten
  • 2.5 "
    • 100GB
      • Sequentielles Lesen: bis zu 500 MB/s
      • Sequentielles Schreiben: bis zu 200 MB/s
      • Zufälliges 4K-Lesen/Schreiben: bis zu 75,000 IOPS / 19,000 IOPS
      • Zufälliges 8K-Lesen/Schreiben: 47,500 IOPS / 9,500 IOPS
    • 200GB
      • Sequentielles Lesen: bis zu 500 MB/s
      • Sequentielles Schreiben: bis zu 365 MB/s
      • Zufälliges 4K-Lesen/Schreiben: bis zu 75,000 IOPS / 32,000 IOPS
      • Zufälliges 8K-Lesen/Schreiben: 47,500 IOPS / 16,500 IOPS
    • 400GB
      • Sequentielles Lesen: bis zu 500 MB/s
      • Sequentielles Schreiben: bis zu 460 MB/s
      • Zufälliges 4K-Lesen/Schreiben: bis zu 75,000 IOPS / 36,000 IOPS
      • Zufälliges 8K-Lesen/Schreiben: 47,500 IOPS / 19,500 IOPS
    • 800GB
      • Sequentielles Lesen: bis zu 500 MB/s
      • Sequentielles Schreiben: bis zu 46 MB/s
      • Zufälliges 4K-Lesen/Schreiben: bis zu 75,000 IOPS / 36,000 IOPS
      • Zufälliges 8K-Lesen/Schreiben: 47,500 IOPS / 20,000 IOPS
  • 1.8 "
    • 200GB
      • Sequentielles Lesen: bis zu 500 MB/s
      • Sequentielles Schreiben: bis zu 365 MB/s
      • Zufälliges 4K-Lesen/Schreiben: bis zu 75,000 IOPS / 32,000 IOPS
      • Zufälliges 8K-Lesen/Schreiben: 47,500 IOPS / 16,500 IOPS
    • 400GB
      • Sequentielles Lesen: bis zu 500 MB/s
      • Sequentielles Schreiben: bis zu 460 MB/s
      • Zufälliges 4K-Lesen/Schreiben: bis zu 75,000 IOPS / 36,000 IOPS
      • Zufälliges 8K-Lesen/Schreiben: 47,500 IOPS / 19,500 IOPS
  • Intel 25 nm eMLC NAND
  • Lese-/Schreiblatenz: 45 μs / 65 μs
  • Schnittstelle SATA 6 Gbit/s, kompatibel mit SATA 3 Gbit/s und 1.5 Gbit/s
  • Höhe: 2.5 Zoll 100 GB, 200 GB, 400 GB und 800 GB 7.0 mm dick; 1.8 Zoll 5 mm dick
  • Gewicht: 2.5 Zoll 200,400,800 GB: 73.6 Gramm ± 2 Gramm; 2.5 Zoll 100 GB: 70 Gramm ± 2 Gramm; 1.8 Zoll 200, 400 GB: 49 Gramm ± 2 Gramm
  • Lebenserwartung: 2 Millionen Stunden Mean Time Between Failures (MTBF)
  • Lebenslange Lebensdauer: Bis zu 10 Laufwerksschreibvorgänge pro Tag
  • Energieverbrauch
    • Aktiv: bis zu 6 W typisch
    • Leerlauf: 650 mW typisch
  • Betriebstemperatur: 0° C bis 70° C

Aufbau und Design

Die Intel SSD DC S3700 folgt dem Weg des Vorgängers SSD 710-Serie mit einer schlanken Z-Höhe von 7 mm und einem 2.5-Zoll-Formfaktor. Durch dieses schlankere Design passt es an mehr Orten, z. B. in dichte Flash-Arrays, Blade-Server oder eingebettete Anwendungen, bei denen der Platz knapp ist. Heutzutage verfügen die meisten SSDs mit 9.5 mm oder mehr über viel freien internen Speicherplatz und bleiben nur bei der größeren Z-Höhe, um sie an Stellen einzubauen, die für herkömmliche 15-mm-Unternehmensfestplatten vorgesehen sind.

Das Gehäuse der SSD DC S3700 besteht aus einer Metalllegierung mit einer matten Textur aufgrund des unbehandelten Metalls. Intel verfolgt bei seinen Speicherprodukten seit jeher den Ansatz eines sehr minimalistischen Designs und der neue S3700 bildet da keine Ausnahme. Durch Abnehmen der oberen Abdeckung wird die einzelne Leiterplatte im Inneren freigelegt. Intel behält noch einige Kunststoff-Unterlegscheiben im Inneren des Gehäuses für zusätzliche Steifigkeit rund um die Schraubenlöcher, aber ansonsten handelt es sich hier um eine Einrichtung ohne Schnickschnack.

Das Herzstück der Intel SSD DC S3700 ist der neue PC29AS21CA0 SATA 6.0 Gbit/s-Controller, der derzeit einzigartig für dieses Laufwerk ist. Neben dem SAS-basierten Intel/Hitachi-Controller, der in zu finden ist Hitachi SSD400M und SSD400S.B (ebenso wie PCIe Intel SSD 910) Dies ist Intels erster SATA 6.0 Gbit/s-Controller und tritt in die Fußstapfen des älteren SATA 3.0 Gbit/s PC29AS21BA0, der im SSD 710 und zu finden ist SSD 320.

Intel verwendet in der SSD DC S3700 ein eigenes NAND, das im Fall der 200-GB-Kapazität 264 GB NAND umfasst, aufgeteilt auf sechzehn NAND-Teile unterschiedlicher Kapazität. Dies ist nicht die erste SSD mit einer ungeraden NAND-Anzahl, da die Hitachi SSD400M und SSD400S.B auch unterschiedliche NAND-Größen verwendeten, um alle Kanäle des Controllers zu bestücken.

Ein Blick von der Unterseite der Platine zeigt die restlichen acht NAND-Stücke sowie die in die Aussparungen der Platine eingelöteten Kondensatoren. Diese werden verwendet, um im Falle eines Stromausfalls die Flugdaten auf NAND zu übertragen.

Hintergrund und Vergleiche testen

Die Intel SSD DC S3700 verwendet einen Intel PC29AS21CA0-Controller und Intel HET MLC NAND mit einer SATA-Schnittstelle mit 6.0 Gbit/s.

Vergleichswerte für diesen Testbericht:

• Intel SSD 710 (200 GB, Intel PC29AS21BA0-Controller, Intel 25 nm eMLC NAND, 3.0 Gbit/s SATA)
• Samsung SM825 (200 GB, Samsung S3C29MAX01-Y330-Controller, Samsung 30 nm eMLC NAND, 3.0 Gbit/s SATA)
• Hitachi SSD400M (400 GB, Intel EW29AA31AA1-Controller, Intel 25 nm eMLC NAND, 6.0 Gbit/s SAS)
• PureSi Kage S1 (200 GB, SandForce SF-2500-Controller, Toshiba 24 nm eMLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)
• Kingston SSDNow E100 (200 GB, SandForce SF-2500-Controller, Toshiba 24 nm eMLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)

Alle Enterprise-SSDs werden auf unserer Enterprise-Testplattform basierend auf einem Benchmarking unterzogen Lenovo ThinkServer RD240. Der ThinkServer RD240 ist konfiguriert mit:

• 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB Cache)
• Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-Bit und CentOS 6.2 64-Bit
• Intel 5500+ ICH10R Chipsatz
• Speicher – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 registrierte RDIMMs
• LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gbit/s HBA

Synthetische Workload-Analyse für Unternehmen

Die Flash-Leistung variiert während der Vorkonditionierungsphase jedes Speichergeräts. Unser Enterprise-Storage-Benchmark-Prozess beginnt mit einer Analyse der Leistung des Laufwerks während einer gründlichen Vorkonditionierungsphase. Jedes der vergleichbaren Laufwerke wird mit den Tools des Herstellers sicher gelöscht, mit der gleichen Arbeitslast, mit der das Gerät getestet wird, unter einer hohen Last von 16 Threads mit einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread in einen stabilen Zustand vorkonditioniert und dann in festgelegten Intervallen getestet in mehreren Thread-/Warteschlangentiefenprofilen, um die Leistung bei leichter und starker Nutzung anzuzeigen.

Vorkonditionierung und primäre stationäre Tests:

• Durchsatz (Lese- und Schreib-IOPS-Aggregat)
• Durchschnittliche Latenz (Lese- und Schreiblatenz insgesamt gemittelt)
• Maximale Latenz (Spitzen-Lese- oder Schreiblatenz)
• Latenz-Standardabweichung (Lese- und Schreib-Standardabweichung insgesamt gemittelt)

Unsere Enterprise Synthetic Workload Analysis umfasst vier Profile, die auf realen Aufgaben basieren. Diese Profile wurden entwickelt, um den Vergleich mit unseren früheren Benchmarks sowie weit verbreiteten Werten wie der maximalen Lese- und Schreibgeschwindigkeit von 4K und 8K 70/30, die häufig für Unternehmenslaufwerke verwendet wird, zu erleichtern. Wir haben auch zwei ältere gemischte Workloads integriert, den traditionellen Dateiserver und den Webserver, die jeweils eine breite Mischung an Übertragungsgrößen bieten.

• 4K
  • 100 % Lesen oder 100 % Schreiben
  • 100 % 4K
• 8K 70/30
  • 70 % lesen, 30 % schreiben
  • 100 % 8K
• Dateiserver
  • 80 % lesen, 20 % schreiben
  • 10 % 512b, 5 % 1, 5 % 2, 60 % 4, 2 % 8, 4 % 16, 4 % 32, 10 % 64
• Webserver
  • 100 % gelesen
  • 22 % 512b, 15 % 1, 8 % 2, 23 % 4, 15 % 8, 2 % 16, 6 % 32, 7 % 64, 1 % 128, 1 % 512

Bei unserem ersten Workload mit 100 % zufälliger 4K-Schreibaktivität bei voller Sättigung haben wir etwas mehr als 50,000 IOPS-Bursts von der Intel SSD DC S3700 gemessen, bevor wir uns auf etwa 34,000 IOPS reduzierten. Diese Leistung übertraf deutlich alle anderen SSDs in dieser Kategorie, einschließlich der mit SAS ausgestatteten Hitachi SSD400M.

Als sich die Intel SSD DC S3700 bei einer 16T/16Q-Last dem stabilen Zustand näherte, betrug die durchschnittliche Reaktionszeit etwa 8 ms, deutlich weniger als die SSD 710, die über 90 ms erreichen konnte.

Eine der wichtigsten Eigenschaften einer Enterprise-SSD ist ihr Verhalten im Hinblick auf die maximale Latenz während einer konstanten Unternehmensauslastung. Während Intel mit einer zufälligen Lese- oder Schreiblast von 0.05T/1Q 1K ziemlich beeindruckende Spitzenreaktionszeiten von unter 4 ms angibt, ist dies nicht ganz repräsentativ für die realen Unternehmensbedingungen. Bei einer stärkeren Last von 16T/16Q, weit über den Punkt der vollständigen Sättigung hinaus, haben wir während unseres Vorkonditionierungsprozesses Spitzenreaktionszeiten von 400–500 ms gemessen. Bei derselben Arbeitslast konnten sowohl die SATA-basierte Samsung SM825 als auch die SAS-basierte Hitachi SSD400M niedrigere maximale Reaktionszeiten bieten.

Bei der Betrachtung der Latenzstandardabweichung, die zeigt, wie konsistent die Reaktionszeiten der einzelnen gemessenen SSDs sind, stellten wir fest, dass die Intel SSD DC S3700 die konsistenteste MLC-SATA-SSD ist, die eMLC SAS-basierte Hitachi SSD400M jedoch einen Vorteil bot.

Nachdem wir unseren Vorkonditionierungsprozess abgeschlossen hatten, gingen wir direkt zu einer 100 % Schreib- und 100 % Lese-4K-Zufallsarbeitslast über, um jedes Laufwerk zu messen, nachdem es den stabilen Zustand erreicht hatte. Bei einer 16T/16Q-Workload haben wir von der Intel SSD DC S33,830 33,016 IOPS beim Lesen und 3700 IOPS beim Schreiben gemessen. Es bot die höchste 4K-Schreibleistung, obwohl die SSD400M unter diesen Bedingungen eine höhere 4K-Zufallsleseleistung bot.

Die durchschnittliche Latenz betrug in unserem Haupttest für 7.57K-Zufallsübertragungen 7.75 ms beim Lesen und 4 ms beim Schreiben, wobei Intel bei den durchschnittlichen Antwortzeiten beim Schreiben führend war.

Während unseres längeren Probezeitraums, in dem wir unsere primären 4K-Ergebnisse gemessen haben, haben wir eine Spitzenreaktionszeit beim Lesen von 370.9 ms und eine Spitzenreaktionszeit beim Schreiben von 513.7 ms gemessen. Damit lag der DC S3700 sowohl bei der Spitzenlatenz beim Lesen als auch beim Schreiben ungefähr im Mittelfeld.

Während die Spitzenlatenz ein einmaliges Maximum anzeigt, zeigt die Standardabweichung die Leistung des Laufwerks im gesamten Verlauf unseres Tests. In Bezug auf die konstanteste Leistung belegte die Intel SSD DC S3700 den zweiten Platz in unserer Gruppe, direkt hinter der Hitachi SSD400M.

Bei unserer ersten gemischten Arbeitslast mit einem 8K-Profil, 70/30 % Lese-/Schreibverteilung und einer konstanten 16T/16Q-Last haben wir eine Spitzenrate von etwa 44,000 IOPS von der Intel SSD DC S3700 gemessen, bevor sie auf etwa 16,000 IOPS abfiel. Dies im Vergleich zu einer Dauergeschwindigkeit von nur 3,000 IOPS bei der Intel SSD 710 der vorherigen Generation.

Bei der Messung der durchschnittlichen Latenz in unserer 8K 70/30-Vorkonditionierungskurve haben wir eine Geschwindigkeit von etwa 16 ms bei der DC S3700 gemessen, als sie sich dem stabilen Zustand näherte, gegenüber 70–80 ms bei der SSD 710.

Wenn es darum ging, die Spitzenreaktionszeiten niedrig zu halten, lag die Intel SSD DC S3700 in unserem 8K 70/30-Vorkonditionierungs-Workload im Mittelfeld, wobei die Zeiten zwischen 300 und 500 ms schwankten. Während dies eine enorme Verbesserung gegenüber der SSD 710 war, die bis zu 2,000 ms erreichte, hielt die Hitachi SSD400M ihre Spitzenwerte während der gesamten Testdauer unter 100 ms.

Beim Vergleich der Latenzstandardabweichung in unserer 8K 70/30-Vorkonditionierungskurve landete die Intel SSD DC S3700 am Ende der aktuellen Enterprise-SATA-SSDs, wenn auch immer noch deutlich über der SSD 710, die sie ersetzte. Der Spitzenreiter bei dieser Arbeitsbelastung ist bei weitem die Hitachi SSD400M und in geringerem Maße die Samsung SM825, die bei dieser Arbeitsbelastung eine bessere Gelassenheit bot.

Im Vergleich zur festen maximalen Arbeitslast von 16 Threads und 16 Warteschlangen, die wir im 100 % 4K-Schreibtest durchgeführt haben, skalieren unsere gemischten Arbeitslastprofile die Leistung über eine Vielzahl von Thread-/Warteschlangenkombinationen. In diesen Tests erstrecken wir uns über die Arbeitslastintensität von 2 Threads und 2 Warteschlangen bis hin zu 16 Threads und 16 Warteschlangen. Im erweiterten 8K 70/30-Test bot die Intel SSD DC S3700 einen klaren Vorteil gegenüber den anderen Vergleichsgeräten und erzielte einen deutlich höheren Spitzenwert als alle anderen SSDs in dieser Kategorie. Bei den höheren Arbeitslasten gegenüber einem QD32 wurde jedoch die Schnittstelle zum Flaschenhals, wo die SAS-basierte Hitachi SSD400M bis zu den höchsten Thread- und Warteschlangenzahlen eine konsistentere, wenn auch geringere Leistung bieten konnte.

Beim Vergleich der durchschnittlichen Latenz in unserem 8K 70/30-Test mit unterschiedlicher Last können Sie schnell erkennen, welche Verbesserung die neue DC S3700 gegenüber der SSD 710 bietet. Während die meisten Produkte eine lineare Verbesserung gegenüber Modellen der vorherigen Generation bieten, bot die S3700 eine enorme Verbesserung exponentiellen Leistungssprung, der vielleicht das Alter des ursprünglichen SATA 3.0 Gb/s-Controllers zeigt.

Betrachtet man die maximalen Reaktionszeiten, selbst bei QD-Werten unter 32, bot die SAS-basierte Hitachi SSD400M immer noch einen Vorteil gegenüber der neuen SATA-basierten Intel DC S3700. Im Vergleich zu anderen Enterprise-SATA-SSDs rangierte die Intel SSD DC S3700 jedoch an der Spitze.

Beim Vergleich der Standardabweichung der Latenz war die Intel SSD DC S3700 in der Lage, Lasten über einem QD32 viel besser zu bewältigen als andere vergleichbare SATA-Modelle, obwohl sie immer noch nicht mit der SSD400M mithalten konnte, die bei dieser Arbeitslast eine viel engere Latenzgruppierung bot.

Der nächste Workload ist unser Dateiserverprofil, das einen breiten Bereich an Übertragungsgrößen von 512 B bis 512 KB abdeckt. Bei einer starken 16T/16Q-Sättigungslast startete die Intel SSD DC S3700 mit einer Burst-Geschwindigkeit von unter 20,000 IOPS und erreichte im Dauerbetrieb eine Geschwindigkeit von etwa 11,000 IOPS. Es bot eine höhere Geschwindigkeit als die anderen SATA-Laufwerke in dieser Gruppe und blieb direkt hinter der SAS-basierten Hitachi SSD400M.

Wenn wir zur Ansicht der durchschnittlichen Latenz wechseln, können wir die dramatische Verbesserung sehen, die die S3700 gegenüber der vorherigen SSD 710 bringt. Die durchschnittliche Latenz mit einer effektiven Warteschlangentiefe von 256 wurde zuvor zwischen 80 und 90 ms gemessen, während sie sich jetzt unter 25 ms einpendelt.

Beim Vergleich der Spitzenreaktionszeiten der einzelnen SATA- und SAS-Unternehmenslaufwerke haben wir festgestellt, dass die maximale Latenz der Intel SSD DC S3700 im gleichen Bereich liegt wie die der eMLC-basierten SandForce SATA SSDs im Bereich von 300 ms. Das vorherige SS 710 maß bis zu 2,000 ms, während das Samsung SM825 und die Hitachi SSD400M im Verlauf unseres Tests 200 ms bzw. 100 ms erreichten.

Als wir unseren Blick auf die Standardabweichung der Latenz umstellten, um zu messen, wie konsistent jedes Laufwerk seine Reaktionszeiten einhielt, stellten wir fest, dass die Ausgabe des S3700 der der konkurrierenden Enterprise-Modelle mit SandForce-Antrieb sehr ähnlich war, die in diesem Fall etwas konsistenter waren als das Samsung SM825 Arbeitsbelastung. Die Hitachi SSD400M liegt jedoch an der Spitze mit einem klaren Vorteil bei der höheren Sättigungsauslastung.

Nachdem jedes Laufwerk die Vorkonditionierungsphase abgeschlossen hatte, wechselten wir in eine variierende Arbeitslast, bei der wir die Thread- und Warteschlangenanzahl von 2T/2Q auf 16T/16Q skalierten. Die Intel SSD DC S3700 bot einen erheblichen Vorsprung bei der I/O-Leistung und war doppelt so schnell wie die SandForce SSDs.

Die durchschnittliche Latenz wurde auf der Intel SSD DC S3700 sehr gut gemessen, wobei die Reaktionszeiten bei den meisten Lasten bis zu 10T/16Q unter 8 ms blieben.

Beim Wechsel zur maximalen Latenz zeigte sich, dass die Intel SSD DC S3700 mit anderen SATA-basierten eMLC-SSDs vergleichbar war, obwohl die Spitzenreaktionszeiten der SAS-basierten Hitachi SSD400M für den Großteil der skalierten Thread-/Warteschlangenebenen unter 100 ms blieben. Die S3700 erreichte zusammen mit den anderen SATA-Enterprise-SSDs mit zunehmender Thread- und Warteschlangenanzahl Spitzenwerte von bis zu 300 ms.

Wenn wir die Standardabweichung der Latenz in unserer Dateiserver-Arbeitslast vergleichen, können wir den dramatischen Unterschied in der Latenzkonsistenz erkennen, da die SATA-Laufwerke eine effektive Warteschlangentiefe von 32 überschreiten. Das S3700 bot zwar einen Vorteil gegenüber anderen SATA-basierten Enterprise-Laufwerken, konnte dies jedoch nicht erreichen nahe an der SAS-basierten SSD400M bei Warteschlangentiefen über 32.

Unser letzter Vorkonditionierungs-Workload nimmt den herkömmlichen Webserver-Test mit 100 % Leseaktivität und wandelt ihn auf 100 % Schreiben um, um jede SSD vorzukonditionieren. Dies ist unser aggressivster Workload, obwohl er mit 100 % Schreibzugriff nicht wirklich den realen Bedingungen entspricht. In diesem Abschnitt schnitt die Intel SSD DC3700 deutlich besser ab als die Vergleichsgeräte.

Die durchschnittliche Latenz bei dieser harten Vorkonditionierungslast mit einer effektiven Warteschlangentiefe von 256 betrug beim S40 etwa 3700 ms, im Vergleich zu bis zu 300–350 ms beim vorherigen SSD 710-Modell.

Während die Intel SSD DC S3700 bei früheren Workloads während der Vorkonditionierungsphase ihren Vorteil gegenüber der SAS-basierten SSD400M verlor, war sie in unserem Webserver-Test gleichauf und maß knapp 250 ms, als sie sich dem stabilen Zustand näherte. Dies war eine enorme Verbesserung gegenüber der Intel Enterprise SSD der vorherigen Generation, die zwischen 1,000 und 2,750 ms lag.

Während die Hitachi SSD400M und die Intel SSD DC S3700 bei den Spitzenreaktionszeiten ungefähr die gleichen Ergebnisse erzielten, bot der Wechsel zur Standardabweichung der SAS-basierten SSD400M einen Vorteil gegenüber der S3700. Die S3700 bot jedoch immer noch die beste Leistung aus der SATA-Enterprise-SSD-Gruppe und eine enorme Verbesserung gegenüber der SSD 710.

Nachdem jede SSD ihre Vorkonditionierungsphase im Webservertest abgeschlossen hatte, haben wir die Arbeitslast wieder auf 100 % Lesevorgänge zurückgesetzt. Unter Nur-Lese-Bedingungen bot der Intel DC S3700 die höchste I/O-Leistung bei geringeren effektiven Warteschlangentiefen, rutschte jedoch bei Werten über QD400 unter den SSD64M.

In unserem Webserver-Workload konnte die Intel SSD DC S3700 eine durchschnittliche Latenz von unter 5 ms bei Warteschlangentiefen unter 128 bieten und blieb gleichauf mit der eMLC SAS-basierten Hitachi SSD400m.

Als wir uns die maximale Leselatenz in unserem Webserverprofil ansahen, stellten wir fest, dass die Intel SSD DC S3700 einige der niedrigsten Spitzenreaktionszeiten in der SATA-SSD-Gruppe bot, obwohl sie bei Warteschlangentiefen unter 200 immer noch über 32 ms anstieg. Dies stand im Gegensatz zu die SAS-basierte Hitachi SSD400m, die über die gesamte Testdauer bis zu QD25 weniger als 128 ms lieferte.

Bei genauerer Betrachtung der Standardabweichung der Latenz in unserem Webserver-Workload konnte festgestellt werden, dass die Latenz der Intel SSD DC S3700 bis zu einer effektiven Warteschlangentiefe von 32 konstant blieb, bei darüber liegenden Werten jedoch dramatisch anstieg.

Intel DC S3700 vs. SAS-Konkurrenz

Normalerweise vergleichen wir in Rezensionen ähnliche Produkte, da es aufschlussreich ist, Produkte in einem Marktsegment zu vergleichen, die direkt miteinander konkurrieren. Manchmal sind die Linien jedoch verschwommen, wie in diesem Fall. Intel vertritt die Auffassung, dass der S3700 das ideale Laufwerk für Einsteiger-, Mainstream- und Hochleistungs-Unternehmenscomputer ist, einschließlich HPC-Anwendungsfällen. Die Behauptung ist gewagt, vor allem wegen der Entscheidung für eine SATA-Schnittstelle, die im Unternehmen mehrere Einschränkungen mit sich bringt. Die SATA-Schnittstelle erreicht ihre Spitze bei einer Warteschlangentiefe von 32 (SAS skaliert in den meisten Fällen auf bis zu 256), was bedeutet, dass es bei Anfragen über diesem Niveau zu einem durchschnittlichen Anstieg der Spitzenlatenz kommt, wie wir es bei allen unseren Workloads gesehen haben.

Ein weiterer großer Vorteil von SAS ist die Möglichkeit, Dual-Port-Modi für Hochverfügbarkeitsszenarien anzubieten, bei denen zwei Controller gleichzeitig mit demselben Laufwerk verbunden sind. Für den Fall, dass man offline geht, geht die Verbindung zur SSD nicht verloren, wie es bei einer Standard-SATA-Schnittstelle ohne zusätzliche Hardware der Fall wäre. Einige SAS-Laufwerke bieten auch Wide-Port-Konfigurationen, mit denen die Gesamtbandbreite über eine Single-Link-Verbindung hinaus erhöht wird. Während die Intel SSD DC S3700 im Vergleich zu anderen SATA-Konkurrenten sehr schnell ist, ändert sich die Geschichte, wenn man die neuesten MLC- und SLC-basierten SAS-SSDs einführt, die mit erhöhten Thread- und Warteschlangenniveaus besser zurechtkommen.

Wir haben die primären Post-Preconditioning-Abschnitte unserer Benchmarks ausgewählt, nachdem jede SSD den stabilen Zustand erreicht hatte. Für die Zwecke dieses Abschnitts haben wir die Intel SSD DC S3700 zu den Durchsatzdiagrammen der neuesten SAS-Hochleistungs-SSDs hinzugefügt. Es gibt auch erhebliche Latenzunterschiede bei höheren Warteschlangentiefen, die eine wichtige Rolle spielen. Um den Vergleich zu erleichtern, bleiben wir jedoch bei der reinen E/A-Geschwindigkeit über unterschiedliche Thread- und Warteschlangenzahlen hinweg.

In einem 100 % 4K-Zufallsschreib- oder Zufallsleseszenario schneidet die Intel SSD DC 3700 mit der zweithöchsten 4K-Steady-State-Geschwindigkeit im Vergleich zur High-End-SAS-Konkurrenz recht gut ab. Wenn Sie den Fokus auf den Lesedurchsatz bei hoher 16T/16Q-Last richten, bietet es nur 1/2 bis 1/3 der Leistung von SSDs in dieser Kategorie.

In unserem 8K 70/30-Test, bei dem die Lasten von 2T/2Q bis 16T/16Q skalieren, zeigt die Intel SSD DC S3700 bei QD32 und darunter ihre Leistungsfähigkeit, obwohl die DC S64 bei QD3700 und höher im Vergleich dazu deutlich abfällt der SAS-Wettbewerb.

Bei unserer Dateiserver-Auslastung bleibt der Vorteil der SSD DC S3700 bei effektiven Warteschlangentiefen unter 16 konkurrenzfähig, wird aber bei höheren Stufen von leistungsstarken SAS-SSDs schnell übertroffen.

Wenn wir uns unsere Webserver-Arbeitslast ansehen, die in diesem Abschnitt des Tests zu 100 % gelesen wird, kommt die Intel SSD DC S3700 von Anfang an mit der höchsten Leistung bei einer 2T/2Q-Last, erreicht aber schnell ihren Höhepunkt bei etwa 22,500 IOPS und dann sinkt bei höheren QD-Stufen auf 16,500 IOPS.

Fazit

Die Intel SSD DC S3700-Serie repräsentiert alles, was Intel extrem gut gemacht hat, als es vor Jahren mit seinen SSDs der X25-Serie den Markt anführte. Sie dominierten damals mit proprietären Komponenten und Technologien, die eine Zeit lang nicht von anderen in den Schatten gestellt werden konnten. Auf diese Weise dreht der S3700 die Uhr zurück; Es ist einfach ein dominierendes Produkt in Bezug auf Leistung und Ausdauer – zumindest im SATA-Bereich. Allerdings hat sich im Enterprise-Speicherbereich viel verändert, seit Intel ursprünglich seine erste Enterprise-SSD auf den Markt gebracht hat. Viele Anbieter sind mit sehr wettbewerbsfähigen Leistungsangeboten auf den Markt gekommen, wobei die Preise weiter sinken, da die Hersteller IP entwickeln, um MLC NAND SLC-ähnliche Leistung und Ausdauer zu bieten. Angesichts dieser Konkurrenz sorgt Intel mit seinen unglaublichen, verbraucherähnlichen Einstiegspreisen für den neuen DC S3700 und seiner sehr schnellen Leistung im SATA-Bereich für viel Aufmerksamkeit vor der Haustür.

Wenn es darum geht, den reinen Durchsatz zu vergleichen, ist die Intel SSD DC S3700 im SATA-Bereich für Unternehmen die klare Siegerin. Sein neuer Controller und die NAND-Konfiguration ermöglichen es, wesentlich höhere Geschwindigkeiten als jede vergleichbare Enterprise-SSD zu erreichen, und das alles zu einem Preis, der weit unter dem der Konkurrenz liegt. Auf dem Unternehmensmarkt geht es jedoch nicht nur um den Durchsatz, sondern auch um die maximale Latenz und die Standardabweichung der Latenz, die eine große Rolle dabei spielen, wie gut die SSD mit den um sie herum entwickelten Anwendungen und Plattformen interagiert. Spitzenreaktionszeiten und Latenzkonsistenz sind der einzige Bereich, in dem Intel im Vergleich zu der großen Auswahl an SAS-Produkten zurückfällt.

Der fragliche Markt ist dann der leistungsstarke Unternehmensbereich, der über geringe Latenz und hohe Datenverfügbarkeit verfügt. Intel strebt danach, dass das Laufwerk hier den Kampf antritt, aber das ist unwahrscheinlich, da die Schnittstelle lediglich den Nutzen des Laufwerks einschränkt, während SAS-Laufwerke aufgrund ihrer Dual-Port-Betriebsmodi und der Fähigkeit, anspruchsvollere Arbeitslasten zu bewältigen, den Markt dominieren. Dies ist ein Bereich, in den SATA nur schwer vordringen kann, da seine Leistung weit unterhalb der SAS-Spitzenleistung an eine harte Grenze stößt und SATA die Dual-Port-Verbindung und den durchgängigen Datenschutz, den SAS bietet, vermisst. Dies sind Funktionen, die in High-End-Unternehmensumgebungen gefragt sind. Selbst ein niedriger Einstiegspreis wird ihre Gunst nicht beeinträchtigen.

Letztendlich wird Intel aufgrund der Leistung und der Kosten in einigen Fällen sicherlich Hochgeschwindigkeits-HDD-Medien verdrängen, insbesondere für Boot- und andere Einstiegs-Workloads im Unternehmen. Bei den Leistungslasten kann die DC S3700 jedoch einfach nicht vorhersehbar mit SAS-SSDs mithalten, die mehr Arbeit in einer intensiven, stets aktiven Umgebung bewältigen können. Der S3700 wird auch auf dem Flash-Array-Markt an Bedeutung gewinnen, wo die meisten Intel-Modelle auf der SSD 320 basieren. Angesichts der aggressiven Preise des S3700 und der deutlich verbesserten Leistung wäre es keine Überraschung, wenn die Array-Typen auf die SSD umsteigen würden S3700 im nächsten Jahr.

Vorteile

• Schnellste SATA-basierte Enterprise-SSD
• Äußerst wettbewerbsfähige Preise
• Wird in den dichtemaximierenden Formfaktoren 2.5″ 7 mm und 1.8″ 5 mm angeboten

Nachteile

• Die SATA-Schnittstelle begrenzt die Latenz unter Unternehmensbedingungen mit hoher Auslastung erheblich
• Angaben zur maximalen Latenz sind bei Unternehmens-Workloads unrealistisch (1T/1Q 4K)

Fazit

Die Intel SSD DC S3700 setzt neue Maßstäbe im Einsteiger- und Mainstream-SSD-Bereich für Unternehmen, die die SATA-Schnittstelle nutzen. Intels Rückkehr zur Innovation mit eigenen Controller-, NAND- und Hochleistungstechnologien ist in einem Markt voller Nachahmer willkommen. Während die S3700 die Messlatte für alle SATA-basierten Unternehmens-SSDs im Vergleich zu leistungsstarken SAS-SSDs höher legt, kann die S3700 mit ihrer extrem niedrigen maximalen Latenz und ihrem hohen E/A-Durchsatz bei hoher Arbeitslast nicht mithalten.

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