Die Micron 5100 SSD-Familie ist die neue Serie von SATA-SSDs für den Einsatz in Rechenzentren. Micron hat drei Varianten für spezifische Anwendungsfälle veröffentlicht: die ECO für leseintensive Arbeitslasten wie Video-Streaming, die PRO für latenzempfindliche Transaktionsdatenbanken und die MAX für schreibintensive Protokollierungsanwendungen. Alle Laufwerke sind in zwei Formfaktoren erhältlich: 2.5 Zoll und M.2, und mit Kapazitäten von bis zu 8 TB für das 2.5 Zoll und 2 TB für das M.2.
In diesem Test betrachten wir das ECO- oder leseintensive Laufwerk. Der 5100 ECO bietet mehrere Vorteile, die ihn für das Rechenzentrum attraktiv machen. Hohe Kapazität bei kleinem Formfaktor ist ein immer willkommener Vorteil, da dadurch die Gesamtfläche gering gehalten wird. Wie oben erwähnt, läuft die 2.5-Zoll-Version mit bis zu 8 TB und die M.2-Version mit bis zu 2 TB. Micron gibt eine konsistente, stabile Schreibleistung von 74 IOPS an. Aus Sicherheitsgründen verfügen die Laufwerke über eine AED-256-Bit-Verschlüsselung. Durch den Einsatz der FlexPro-Firmware von Micron kann das Laufwerk an die Arbeitslast optimiert werden. Die besten Anwendungsfälle für das Laufwerk sind Big Data, Inhaltsbereitstellung, Datenbankverwaltung, virtualisierte Umgebungen und Open Computing.
Für unseren Test schauen wir uns das 1.92-TB-2.5-Zoll-Modell des 5100 ECO an.
Spezifikationen der Micron 5100 ECO SSD:
- Formfaktor: 2.5 Zoll, M.2
- NAND: Micron 3D eTLC
- Kapazität
- 2.5 Zoll: 480 GB, 960 GB, 1.92 TB, 3.84 TB, 7.68 TB
- M.2: 480 GB, 960 GB, 1.92 TB
- Schnittstelle: SATA 6Gb/s
- Ausdauer
- DWPD: <1
- TBW: 0.45–8.4 PB
- MTTF: 2 Mio
- Leistung
- Sequentielle Leseleistung (128 KB): 540 MB/s
- Sequentielle Schreibleistung (128 KB): 380–520 MB/s
- Zufällige Leseleistung (4K): 93,000 IOPS
- Zufällige Schreibleistung (4K): 9000–31,000 IOPS
Designen und Bauen
Der Micron 5100 ECO hat das gleiche typische Design, das man von Rechenzentrumslaufwerken erwartet. Es hat keinen Schnickschnack; nur ein dunkelblaues Gehäuse. Auf der Oberseite befindet sich der typische Aufkleber mit Laufwerksinformationen wie Name, Marke und Kapazität. Die Unterseite des Laufwerks besteht aus einem stabilen Rohling mit sichtbaren Originalitätssiegeln.
Das Gehäuse lässt sich, wie bei den meisten Micron-SSDs, mit ein wenig Kraftaufwand auseinandernehmen. Darunter sind vier Micron-NAND-Pakete und oben ein Micron-Controller zu sehen.
Auf der anderen Seite stehen die restlichen NAND-Packs und DRAM.
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.
Vergleichswerte für diesen Testbericht:
- Toshiba SAS3 1.6 TB PX04SMB
- Toshiba HK4R 1.92 TB THNSN81Q92
- Seagate SAS3 1.6 TB 1200.2
- HGST 1.6 TB SAS3
Da die Kapazität und Leistung von SATA- und SAS-Laufwerken zunimmt, ist StorageReview zu einem aggressiveren Testprogramm für einzelne SSDs übergegangen. Dieser Testprozess spiegelt sich auch bei allen NVMe-Produkten wider, was den Vergleichsprozess erleichtert – auch wenn die Produkte im oberen Preissegment in sehr unterschiedlichen Klassen abschneiden. In diesem Test vergleichen wir den 1.92 TB großen Micron Eco mit dem 1.92 TB großen Toshiba HK4R sowie drei weiteren SAS3-Produkten, die dabei helfen, einen leistungsstarken Referenzpunkt zu setzen. Da immer mehr Laufwerke mit einer Kapazität von mehr als 1.2 TB in das Testlabor kommen, werden wir dieser Gruppe weiterhin Vergleichsgeräte hinzufügen.
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 das Micron 5100 ECO 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.
SQL Server-Leistung
Jede SQL Server-VM ist mit zwei vDisks konfiguriert: einem 100-GB-Volume für den Start und einem 500-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 vCPUs und 64 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Während unsere zuvor getesteten Sysbench-Workloads die Plattform sowohl in Bezug auf Speicher-I/O als auch in Bezug auf die Kapazität ausgelastet haben, wird beim SQL-Test nach der Latenzleistung gesucht.
Dieser Test verwendet SQL Server 2014 auf virtuellen Windows Server 2012 R2-Gastsystemen und wird mit Dells Benchmark Factory für Datenbanken getestet. Das Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll von StorageReview nutzt den aktuellen Entwurf des TPC-C-Benchmarks (Transaction Processing Performance Council), einen Benchmark für Online-Transaktionsverarbeitung, der die Aktivitäten komplexer Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark liefert im Vergleich zu synthetischen Leistungsbenchmarks genauere Ergebnisse bei der Beurteilung der Stärken und Schwächen der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen. Jede Instanz unserer SQL Server-VM für diesen Test verwendet eine 333 GB große SQL Server-Datenbank (Skalierung 1,500) und misst die Transaktionsleistung und Latenz unter einer Last von 15,000 virtuellen Benutzern.
SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)
- Windows Server 2012 R2
- Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt
- SQL Server 2014
- Datenbankgröße: Maßstab 1,500
- Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
- RAM-Puffer: 48 GB
- Testdauer: 3 Stunden
- 2.5 Stunden Vorkonditionierung
- 30-minütiger Probezeitraum
Bei der Betrachtung der SQL Server-Ausgabe liefen beim 5100 ECO einzelne VMS zwischen 2,608.5 TPS und 2,626.7 TPS, was einem Gesamtwert von 5,235.2 TPS entspricht. Damit liegt es im Vergleich zu den anderen Laufwerken auf dem letzten Platz, wobei das andere SATA-Laufwerk einen Gesamtwert von 6,245.7 TPS aufweist.
Bei der durchschnittlichen Latenz belegte der 5100 ECO erneut den letzten Platz, nur mit deutlich größerem Vorsprung. Einzelne VMs liefen zwischen 954 ms und 991 ms mit einer Gesamtpunktzahl von 973 ms. Der HK4R hatte eine Gesamtlatenz von 61 ms.
Sysbench-Leistung
Der nächste Anwendungs-Benchmark besteht aus einer Percona MySQL OLTP-Datenbank, die mit SysBench gemessen wird. Dieser Test misst die durchschnittliche Transaktionsrate (TPS), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche Latenz im 99. Perzentil.
Jede Sysbench- VM ist mit drei virtuellen Festplatten (vDisks) konfiguriert: eine für den Systemstart (~92 GB), eine mit der vorkonfigurierten Datenbank (~447 GB) und eine dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). Hinsichtlich der Systemressourcen haben wir jede VM mit 16 virtuellen CPUs (vCPUs), 60 GB DRAM und dem LSI Logic SAS SCSI-Controller ausgestattet.
Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)
- CentOS 6.3 64-Bit
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Datenbanktabellen: 100
- Datenbankgröße: 10,000,000
- Datenbankthreads: 32
- RAM-Puffer: 24 GB
- Testdauer: 3 Stunden
- 2 Stunden Vorkonditionierung von 32 Threads
- 1 Stunde 32 Threads
Beim durchschnittlichen Transaktions-pro-Sekunde-Benchmark liefen beim 5100 ECO einzelne VMs zwischen 272.5 TPS und 274.5 TPS, was einem Gesamtwert von 1,092.7 TPS entspricht und damit erneut den letzten Platz belegt. Der leistungsmäßig am nächsten kommende Antrieb war der HK4R mit einer Gesamtpunktzahl von 1,787.4 TPS.
Bei der Betrachtung der durchschnittlichen Sysbench-VM-Latenz haben wir einzelne VMs zwischen 116.6 ms und 117.4 ms gemessen, was einem Gesamtwert von 117.1 ms für den 5100 ECO entspricht. Der Toshiba HK4R hatte eine Gesamtpunktzahl von 71.7 ms. 
In Bezug auf unser Worst-Case-MySQL-Latenzszenario (99. Perzentillatenz) lag der 5100 ECO auf dem letzten Platz, wobei einzelne VMs zwischen 231.6 ms und 239.7 ms liefen, mit einem Gesamtwert von 234.7 ms. Das andere SATA-Laufwerk im Mix, das HK4R, hatte einen Gesamtwert von 137.4 ms.
Fazit
Die ECO ist das leseintensive Modell der neuen 5100-Familie von Rechenzentrumslaufwerken von Micron. Dieses SATA-Laufwerk verfügt über Kapazitäten von bis zu 8 TB für das 7-mm-2.5-Zoll-Modell und bis zu 2 TB für das M.2-Modell. Das Laufwerk verfügt über Sicherheitsfunktionen wie AES-256-Bit-Verschlüsselung und Benutzer können das Laufwerk mithilfe der FlexPro-Firmware von Micron optimieren. Laut Micron sind die neuen Laufwerke für Anwendungsfälle wie Big Data, Inhaltsbereitstellung, Datenbankverwaltung, virtualisierte Umgebungen und offene Datenverarbeitung gedacht.
Was die Leistung anbelangt, war der 5100 ECO in jedem von uns durchgeführten Test das Schlusslicht. Fairerweise muss man sagen, dass es sich um ein SATA-basiertes Laufwerk handelt und drei der vier vergleichbaren Laufwerke SAS-basierte Laufwerke sind (dies ist auf den Mangel an Testdaten zurückzuführen, die uns für SATA-Rechenzentrumslaufwerke vorliegen). Allerdings blieb die 5100 ECO in jedem Test auch weit hinter der lesezentrierten SATA-SSD von Toshiba zurück. In unserem SQL Server-Benchmark hatte der 5100 ECO einen Gesamt-TPS von 5,235.2 und eine durchschnittliche Gesamtlatenz von 973 ms. Ein Blick auf Sysbench ergab, dass der 5100 ECO einen TPS-Gesamtwert von 1,092.7, eine durchschnittliche Gesamtlatenz von 117.1 ms und eine Latenz im schlimmsten Fall von 234.7 ms hatte.
Der Trick beim SATA-SSD-Speicherplatz besteht manchmal darin, genau zu definieren, worauf er abzielt. Breitere Ziele wie Big Data klingen gut und machen intuitiv Sinn, aber lassen Sie uns es anders kategorisieren und über die SATA-SSD in einigen Schlüsselrollen nachdenken: Server-Boot, serverinterner Speicher und Kapazitätsstufe für SDS (denken Sie an vSAN). In diesen Fällen gibt es mehrere wichtige Überlegungen, aber die Leistung steht im Allgemeinen nicht an erster Stelle, zwei oder sogar drei. Tatsächlich wird in vielen Szenarien eine SATA-SSD der erste Ersatz für 10K- und 15K-Festplatten sein, die auch heute noch die Leistungs-/Kapazitätsgeschichte in Unternehmen dominieren.
Was speziell den 5100 ECO betrifft, ist er kein besonders guter Leistungsträger. Das muss jedoch nicht unbedingt sein. Das Booten eines ESXi-Servers ist nicht besonders schwierig, und das Ausführen einer geclusterten Datenbank, die SATA-Laufwerke berücksichtigt, ist eindeutig kein leistungsorientierter Vorgang. Bei vSAN besteht das Ziel darin, dass Lese- und Schreibvorgänge den Cache erreichen, und die Kapazitätsebene muss größtenteils nur zuverlässig und verfügbar sein. Und denken Sie nur an die Effizienz des Objektspeichers und die TCO-Gewinne, wenn die Preisgestaltung der 8 TB 5100 aus Sicht des Festplattenaustauschs sinnvoll ist. Der Schlüssel zum Erfolg dieser Initiative wird in der Kostenoptimierung liegen, worüber Micron aufgrund der vertikalen Integration weitgehende Kontrolle hat. Sie haben sich über einen sehr langen Zeitraum als zuverlässig erwiesen; Jetzt muss das Laufwerk kosteneffektiv sein, um den gleichwertigen Ersatz (mit einer beträchtlichen Leistungssteigerung) gegenüber dem alten Hochleistungs-HDD-Geschäft zu rechtfertigen.
Vorteile
- Bis zu 8 TB Kapazität in einem 2.5-Zoll-Laufwerk
- Workload-Optimierung mit FlexPro-Firmware
- Erhältlich in den Formfaktoren 2.5 Zoll und M.2
Nachteile
- In unseren Benchmarks war die Leistung durchweg schlecht
Fazit
Die Micron 5100 ECO ist eine Festplatte für Rechenzentren mit einer Kapazität von bis zu 8 TB und einer Erfolgsgeschichte in Sachen Zuverlässigkeit und Stabilität. Im Vergleich zu anderen lesezentrierten SATA-SSDs für Unternehmen mangelt es ihr jedoch an Leistung.
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