Micron gab heute die Verfügbarkeit seiner neuen M500DC Enterprise SSD bekannt, einer leichten Enterprise-SSD, die vollständig von Micron selbst entwickelt und hergestellt wurde und deren Preis die Einführung von Flash erleichtern soll. Wie sein Cousin M500 ist der M500DC mit dem 20-nm-MLC-Flash von Micron ausgestattet und wird mit einer SATA-Schnittstelle angeboten. Die große Änderung besteht darin, dass der neue M500DC die Lebensdauer des M500 erhöht und fünf Jahre lang zwei Laufwerksfüllungen pro Tag und eine durchschnittliche Zeit zwischen Ausfällen von 2 Millionen Stunden garantiert. Die Ausdauerwerte reichen aus, um Unternehmensanwendungsfälle mit weniger Schreibvorgängen bereitzustellen, die dennoch einen erweiterten Datenpfadschutz und Funktionen wie Stromausfallschutz benötigen.
Wie ihre anderen SSDs nutzt Microns M500DC die Vorteile seiner SSD-Entwicklungs- und Fertigungskapazitäten, um eine tiefe Integration zwischen Komponenten zu nutzen und Skaleneffekte zu nutzen. Zusätzlich zum Einsatz von Microns 20-nm-MLC-NAND nutzt der M500DC Microns DDR3-DRAM und seriellen NOR-Flash. Ein Marvell-Controller mit benutzerdefinierter Firmware versorgt das Laufwerk mit Strom. Der M500DC nutzt außerdem die Redundant Array of Independent NAND (RAIN)-Architektur des Unternehmens, um die Lebensdauer von MLC NAND durch eine detaillierte Ausrichtung der NAND-Lese- und Schreibpunkte zu verlängern und so ein fein abgestimmtes Verschleiß- und Leistungsmanagement zu ermöglichen. Die RAIN-Architektur bietet außerdem eine zusätzliche Ebene zusätzlicher Paritäts- und Fehlerkorrekturmetadaten für die Datenintegrität.
Zusätzlich zu RAIN umfasst die benutzerdefinierte Firmware- und XPERT-SSD-Technologiesuite von Micron DataSAFE, eine Datenschutzfunktion, die die logische Blockadresse (LBA) des Zielhosts von Daten in Bewegung als Teil des Metadatenschemas des M500DC aufzeichnet, um sicherzustellen, dass die Daten ihr Ziel erreichen Ziel trotz Unterbrechungen auf der Strecke.
Der Micron M500DC ist mit Kapazitäten von bis zu 800 GB erhältlich. Unsere Testgeräte verfügen über Kapazitäten von 480 GB und 800 GB.
Micron M500DC Enterprise SSD-Spezifikationen
- Kapazitäten: 120 GB, 240 GB, 480 GB, 800 GB
- Formfaktor: 1.8 Zoll, 5 mm Z-Höhe und 2.5 Zoll, 7 mm Z-Höhe
- Controller: Marvell
- Medientyp: 20 nm MLC NAND
- Schnittstelle: SATA 6 Gbit/s (SATA III)
- Betriebsstoß: 1500 G/1 ms
- Betriebsvibration: 10–500 Hz bei 3.1 G
- Ausdauer
- 120 GB: 0.5 PB insgesamt geschriebene Bytes
- 240 GB: 1.0 PB insgesamt geschriebene Bytes
- 480 GB: 1.9 PB insgesamt geschriebene Bytes
- 800 GB: 1.9 PB insgesamt geschriebene Bytes
- Drive Fills: 2 pro Tag für 5 Jahre
- MTTF: 2 Millionen Gerätestunden
- Sequentielles Lesen/Schreiben bei 128 KB: 425/375 MB/s
- Zufälliges Lesen/Schreiben bei 4K: 65/35K IOPS
- Tuning
- Leerlauf/Standby/Ruhezustand: 200 mW
- Aktiver Durchschnitt: 200 mW, 250 mW, 300 mW, 325 mW
- Aktives Maximum (128k sequentiell): 4.0 W, 5.0 W, 6.0 W, 6.3 W
- XPERT-Funktionsumfang (RAIN, ARM/OR, ReCAL, eDPP)
- Betriebstemperatur: 0°C bis +70°C
- Gewicht: <142 g
Designen und Bauen
Die Micron M500DC Enterprise SSD verfügt über einen aktualisierten Stil und eine aktualisierte Gehäusefarbe des Micron M500, was zu einem Laufwerk führt, das eher dem P400M des Unternehmens als seinem M500 ähnelt.
Der Micron M500DC nutzt Microns 20-nm-NAND sowie das DDR3-DRAM und den seriellen NOR-Flash des Unternehmens.
Integrierte Kondensatoren speichern Strom für das Laufwerk, um im Falle eines unerwarteten Stromausfalls alle ausstehenden SCHREIB-Befehle in den persistenten Speicher zu übertragen.
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 SAN-Installationen 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.
Der Micron M500DC verwendet Micron 20 nm MLC NAND und einen Marvell-Controller mit einer SATA 6.0 Gbit/s-Schnittstelle. SSD-Vergleichswerte für diesen Test:
- Samsung SSD 840 Pro (512 GB, 300 MHz Samsung 3-Core MCX-Controller, Samsung 2x nm Toggle NAND Flash, 6.0 Gbit/s SATA)
- Samsung SM843 (240 GB, 300 MHz Samsung 3-Core MCX-Controller, Samsung 2x nm Toggle NAND Flash, 6.0 Gbit/s SATA)
- SMART Storage CloudSpeed 1000E (400 GB, Marvell 9187-Controller, 19 nm Toshiba MLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)
- Micron M500 960 GB (960 GB, Marvell 9187-Controller, Micron 20 nm MLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)
- Mikron P400m (400 GB, Marvell 9187-Controller, Micron 25 nm MLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)
- Intel SSD DC S3500 (480 GB, Intel PC29AS21CA0-Controller, Intel 20 nm MLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)
- Intel SSD DC S3700 (200 GB, Intel PC29AS21CA0-Controller, Intel 25 nm MLC NAND, 6.0 Gbit/s SATA)
SAS- und SATA-Enterprise-SSDs werden auf unserer Enterprise-Testplattform der zweiten Generation, basierend auf einem Lenovo ThinkServer RD630, getestet . Diese Testplattform umfasst die neueste Verbindungshardware, wie beispielsweise den LSI 9207-8i HBA, sowie I/O-Scheduling-Optimierungen für optimale Flash-Performance. Für synthetische Benchmarks verwenden wir FIO Version 2.0.10 für Linux und Version 2.0.12.2 für Windows.
- 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB Cache, 6 Kerne)
- Intel C602 Chipsatz
- Speicher – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 registrierte RDIMMs
- Windows Server 2008 R2 SP1 64-Bit, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64-Bit
- 100 GB Micron RealSSD P400e Boot-SSD
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gbit/s HBA (für Boot-SSDs)
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0 Gbit/s HBA (zum Benchmarking von SSDs oder HDDs)
- Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0-Adapter
- Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0-Adapter
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 drei Benchmarks des Micron M500DC sind daher der MarkLogic NoSQL Database Storage Benchmark , die MySQL OLTP-Performance via SysBench und die Microsoft SQL Server OLTP-Performance mit einer simulierten TCP/C-Workload.
Unsere MarkLogic NoSQL-Datenbankumgebung erfordert Gruppen von vier SSDs mit einer nutzbaren Kapazität von mindestens 200 GB, da die NoSQL-Datenbank etwa 650 GB Speicherplatz für ihre vier Datenbankknoten benötigt. Unser Protokoll verwendet einen SCST-Host und präsentiert jede SSD in JBOD, wobei pro Datenbankknoten eine zugewiesen wird. Der Test wiederholt sich über 24 Intervalle, sodass für die SSDs dieser Klasse insgesamt zwischen 30 und 36 Stunden erforderlich sind. MarkLogic zeichnet die durchschnittliche Gesamtlatenz sowie die Intervalllatenz für jede SSD auf.
Die Micron M500DC lag mit einer durchschnittlichen Gesamtlatenz von 840 ms deutlich hinter den klassenführenden MLC-SSDs von SanDisk und Intel sowie der verbraucherorientierten Samsung SSD 13.729 Pro zurück. Es konnte sich vor dem Samsung SM843 und der Seagate SSD 600 Pro sowie dem kundenorientierten M500 mit gleicher Kapazität durchsetzen.
Die Latenzergebnisse für die meisten Vorgänge während des NoSQL-Benchmarks blieben bei oder unter 60 ms, beim M500DC kam es jedoch zu einer moderaten Anzahl von Latenzspitzen, die im Allgemeinen bei Journalschreibvorgängen auftraten.
Der nächste Anwendungs-Benchmark besteht aus einer Percona MySQL OLTP-Datenbank, gemessen mit SysBench . In dieser Konfiguration verwenden wir eine Gruppe von Lenovo ThinkServer RD630 als Datenbankclients, wobei die Datenbankumgebung auf einem einzigen Laufwerk gespeichert ist. Dieser Test misst die durchschnittliche Transaktionsrate (TPS), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche Latenz im 99. Perzentil über einen Bereich von 2 bis 32 Threads. Percona und MariaDB verwenden in den neuesten Versionen ihrer Datenbanken die Fusion-io Flash-fähigen Anwendungs-APIs. Für diesen Vergleich testen wir jedoch jedes Gerät im herkömmlichen Block-Storage-Modus.
Der Micron M500DC blieb während des gesamten MySQL-Benchmarks im Mittelfeld und erreichte bei der höchsten Arbeitslast von 1,197 Threads fast 32 Transaktionen pro Sekunde.
Während des MySQL-Benchmarks blieben die durchschnittlichen Latenzergebnisse des M500DC in der oberen Hälfte der Vergleichswerte.
In unserem Worst-Case-MySQL-Latenzszenario erreichte der Micron M500DC insgesamt den dritten Platz.
Das Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll von StorageReview verwendet den aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council. Dieser Benchmark simuliert die Aktivitäten komplexer Anwendungsumgebungen und ermöglicht so eine präzisere Bewertung der Stärken und Schwächen der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen als synthetische Leistungsbenchmarks. Unser SQL Server-Protokoll nutzt eine 685 GB große SQL Server-Datenbank (Skalierung 3,000) und misst die Transaktionsleistung und Latenz bei einer Last von 30,000 virtuellen Benutzereinheiten (VU).
In unserem SQL Server-Test lagen die Micron M500DC und M500 deutlich hinter der Konkurrenz zurück und lagen hinter der Samsung SSD 840 Pro und den klassenführenden Angeboten von Intel und SanDisk.
Update 5 / 13 / 2014:
In enger Zusammenarbeit mit dem Team von StorageReview konnte Micron schnell einen Engpass auf Systemebene in unserer Windows Server 2012 SQL Server-Testplattform isolieren und proaktiv eine Lösung bereitstellen, die jetzt in die Firmware des M500DC integriert wird. Bei einem erneuten Test in derselben Umgebung beseitigte die Lösung den Engpass. Mit der neuesten Firmware erreichte der M500DC die höchste TPS in der SATA-Gruppe und lag nur hinter dem SAS SanDisk Optimus Eco.
Wir konzentrieren uns nun auf die durchschnittliche Gesamtlatenz und wollen sehen, wie weit die Micron M500DC und M500 hinter der Konkurrenz zurückbleiben. Während die Angebote von SanDisk und Intel im Bereich von 19–464 ms konkurrieren, kam der Micron M500DC mit einer exponentiell höheren Latenz von 8,121 ms auf den Markt. Dies war besser als der kundenorientierte M500, der bei dieser Arbeitslast eine durchschnittliche Latenz von 75,916 ms oder 75 Sekunden gemessen hat.
Update 5: Mit der neuesten Firmware auf dem M13DC verbesserte sich die Latenz dramatisch auf durchschnittlich 2014 ms und liegt damit an der Spitze der SATA-Vergleichsgruppe.
Synthetische Workload-Analyse
Unsere synthetischen Benchmark-Protokolle beginnen jeweils mit der Vorkonditionierung des Zielspeichers in einen stabilen Zustand unter derselben Arbeitslast, die auch zum Testen des Geräts verwendet wird. Dieser Vorkonditionierungsprozess nutzt eine hohe Last von 16 Threads mit einer Warteschlange von 16 Anfragen pro Thread.
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)
Sobald die Vorkonditionierung abgeschlossen ist, wird jedes verglichene Gerät über mehrere Thread-/Warteschlangentiefenprofile hinweg getestet, um die Leistung bei leichter und starker Nutzung zu zeigen. Unsere synthetische Workload-Analyse für den Micron M500DC verwendet 4K-, 8K- und 128K-Profile, die häufig in Herstellerspezifikationen und Benchmarks verwendet werden.
- 4k-Profil
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 8K-Profil
- 70 % lesen, 30 % schreiben
- 100 % 8K
Während des Vorkonditionierungsprozesses erwies sich der Micron M500DC schnell als Spitzenreiter unter den vergleichbaren Laufwerken, da er sich einem stabilen Zustand von nahezu 37,000 IOPS näherte.
Die führende Leistung des Micron M500DC während der 4K-Vorkonditionierung verlängerte auch die durchschnittliche Latenz, wobei der M500DC nach der ersten Stunde mit der insgesamt niedrigsten Latenz hervorging.
Der Micron M500DC hielt seine maximalen Latenzwerte während der 4K-Vorkonditionierung innerhalb der besten drei Vergleichswerte und landete knapp hinter dem Micron P400M und Intels DC S3700.
Unser Plot der Standardabweichungsergebnisse aus dem 4K-Vorkonditionierungsprozess setzt die starke Leistung des M500DC mit zufälligen 4K-Übertragungen fort und nähert sich im eingeschwungenen Zustand 5.8 ms.
Nach Abschluss der 4K-Vorkonditionierung konnte der Micron M500DC während des 72,820K-Profils 37,041 IOPS für Lesevorgänge und 4 IOPS für Schreibvorgänge erreichen. Mit diesen Durchsatzergebnissen liegt der M500DC an der Spitze unserer Vergleichsgeräte.
Im eingeschwungenen Zustand erreichte der M500DC von Micron eine durchschnittliche Latenzzeit von 3.51 ms für Lesevorgänge und 6.91 ms für Schreibvorgänge. Mit beiden Ergebnissen liegt das M500DC erneut an der Spitze unserer Vergleichsgeräte.
Die maximale Leselatenz, die während des 4K-Benchmarks des M500DC aufgezeichnet wurde, betrug 21.75 ms und war damit die zweitniedrigste unter den Vergleichsgeräten. Die maximale 500K-Schreiblatenz des M4DC war auf 49.44 ms begrenzt, die bisher beste in dieser Klasse.
Die Berechnung der Standardabweichung der 4K-Latenzergebnisse zeigt die enge Latenztoleranz des M500DC, obwohl er bei dieser Messung nicht die besten Gesamtergebnisse erzielte.
Nach dem anfänglichen Leistungsschub während der Vorkonditionierung für 8K-Übertragungen und einer Arbeitslast von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen landete der M500DC bei der Durchsatzleistung auf dem dritten Platz.
Die durchschnittliche Latenz des Micron M500DC näherte sich während der Vorkonditionierung für das 11k 8/70-Profil 30 ms.
Die Ergebnisse der maximalen Latenz von 8k 70/30 während der Vorkonditionierung zeigten keine nennenswerten Problemstellen für den M500DC, der seine starke, aber nicht führende Leistung unter den Vergleichsgeräten fortsetzte.
Berechnungen der Standardabweichung während des 8k 70/30-Vorkonditionierungsprozesses zeigen, dass sich der M500DC im eingeschwungenen Zustand 7.5 ms nähert.
Nach Abschluss der 8k 70/30-Vorkonditionierung belegte der Micron M500DC beim Durchsatz den dritten Platz im Gesamtergebnis und verzeichnete keine Leistungseinbußen im gesamten Bereich der Thread-Anzahl und Warteschlangentiefe, die in diesem Profil verwendet wurden.
Das Durchsatzergebnis des Micron M500DC auf dem dritten Platz wurde bei unseren Messungen der durchschnittlichen Latenz während des 8k 70/30-Profils bestätigt.
Die Ergebnisse der maximalen Latenz des 8k 70/30-Protokolls zeigen keine Problemstellen für den Micron M500DC, mit keinem Ergebnis über 7.89 ms.
Unsere Standardabweichungsberechnungen bestätigen die konsistente Latenzleistung des M500DC während des 8k 70/30-Profils.
Fazit
Die M500DC Enterprise SSD vereint Microns Know-how in der NAND-Entwicklung und -Fertigung, Marvell-Controller und den Micron XPERT-Technologie-Stack. Der M500DC ist auf den Einsatz in kleinen Unternehmen ausgerichtet, der im Allgemeinen aus Server-Boot-Aufgaben, leseorientierten Aktivitäten wie Medien-Streaming oder anderen Anwendungsnutzungen besteht, die im Allgemeinen leseintensiv sind. Bereitstellungen des M500DC verfügen außerdem über eine Reihe von Unternehmensfunktionen, wie z. B. Stromausfallschutz, die bei den kostengünstigen Client-Laufwerken, die sich oft in diesen Bereich einschleichen, nicht zu finden sind.
Wenn es darum geht, den Leistungsansprüchen von Micron gerecht zu werden, hat der M500DC keine Probleme, die von Micron beworbenen bewerteten synthetischen Ergebnisse zu erreichen. Diese zeigten, dass die M500DC ein starker Konkurrent bei den 4K- und 8K-70/30-Workloads ist, aber unsere Anwendungstests zeigten ein gemischtes Bild. Während unseres MarkLogic NoSQL-Workloads blieb der Micron M500DC mit einer 5.5-mal höheren Latenz hinter den Vergleichsgeräten von SanDisk und Intel zurück. Außerdem lag sie unter der beliebten Samsung SSD 840 Pro, auf die sich einige Unternehmenskäufer im leselastigen Marktsegment verlassen. Bei unserem Sysbench MySQL TPC-C-Test lag der Micron M500DC im Mittelfeld und lag erneut hinter den Modellen von Intel und SanDisk.
Zum Glück konnte Micron das Problem identifizieren und uns Beta-Firmware zur Lösung zur Verfügung stellen, als es zu der schwankenden Anfangsleistung in SQL kam. Es wird eine Weile dauern, bis die Firmware auf GA umgestellt wird, aber wenn dies der Fall ist, ist der Unterschied in bestimmten Microsoft-Umgebungen Tag und Nacht. Unsere neuen Daten mit aktualisierter Firmware zeigen, dass der M500DC für SQL Server an der Spitze steht. Es wird auch erwartet, dass die Micron-Festplatte günstiger ist als einige der Mitbewerber im leichten Unternehmensbereich, so dass je nach Kosten auch die M500DC einen deutlichen IOPS/$-Vorteil verzeichnen kann.
Vorteile
- Starke Ergebnisse bei allen unseren synthetischen Benchmarks, insbesondere bei 4K-Übertragungen
- Preiswerte
- Qualitätskomponenten
- Update 5: Fantastische SQL Server-Leistung
Nachteile
- Unglaublich hohe Latenz bei SQL Server-Workloads Update 5: Durch die Zusammenarbeit mit StorageReview hat Micron die Leistung von SQL Server verbessert
- Liegt bei den NoSQL-Tests von MarkLogic hinter den Vergleichswerten von Intel und SanDisk zurück
Fazit
Die M500DC Enterprise SSD demonstriert die internen Entwicklungs- und Fertigungsressourcen von Micron, die in diesem Fall ein Laufwerk mit hochwertigen Komponenten geschaffen haben. Nachdem Micron eine Korrektur in der Laufwerks-Firmware vorgenommen hat, liefert es nun eine fantastische SQL Server-Leistung, die seinen bewundernswerten synthetischen Benchmark-Ergebnissen entspricht.
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