Der Samsung PM1743 wurde erstmals auf der CES 2022 vorgestellt und sorgte als erster Schritt des Unternehmens zur Integration der neuesten PCIe-Gen5-Schnittstelle für viel Aufsehen. Dieser technologische Fortschritt könnte möglicherweise zu einer erheblichen Leistungssteigerung bei Speicherlösungen für Unternehmen führen. Während unser erster Blick auf das Laufwerk einen Einblick in sein Potenzial bot, waren wir gespannt darauf, seine vollen Fähigkeiten zu erkunden und seinen Wert für verschiedene Unternehmensanwendungen zu bewerten. In diesem Test haben wir den PM1743 unseren umfassenden Benchmarking-Prozessen unterzogen.
In Bezug auf die Leistung wird angegeben, dass der Gen5 PM1743 beeindruckende sequentielle Lesegeschwindigkeiten von bis zu 13 GB/s liefert, während die zufälligen Lesegeschwindigkeiten voraussichtlich die 2.5-Millionen-IOPS-Marke überschreiten werden. Diese Zahlen stellen eine 1.9-fache bzw. 1.7-fache Verbesserung der Geschwindigkeit gegenüber dem PM1733 PCIe Gen4-Laufwerk der vorherigen Generation dar. Ebenso bemerkenswert sind die Schreibgeschwindigkeiten mit angegebenen sequentiellen und zufälligen Geschwindigkeiten von 6.6 GB/s bzw. 250,000 IOPS.
Durch die Kombination der fortschrittlichen V-NAND-Technologie der sechsten Generation des Unternehmens mit einem hauseigenen Controller bietet der PM1743 im Vergleich zu seinem Vorgänger eine verbesserte Energieeffizienz. Mit einer Energieeffizienz von bis zu 608 MB/s pro Watt verbraucht der PM1743 etwa 30 % weniger Strom als Laufwerke der letzten Generation. Dies hat das Potenzial, die Betriebskosten für Server und Rechenzentren bei der Bereitstellung dieser Laufwerke in größerem Maßstab erheblich zu senken, was es zu einer attraktiven Wahl für Unternehmen macht, die Leistung und Energieverbrauch optimieren möchten.
Der PM1743 von Samsung verfügt außerdem über verschiedene Formfaktoren, um den unterschiedlichen Unternehmensanforderungen gerecht zu werden. Es ist mit Kapazitäten von 1.92 TB bis 15.36 TB erhältlich und unterstützt den traditionellen 2.5-Zoll- und den neuen 3-Zoll-EDSFF-Formfaktor (E3.S). Darüber hinaus ist die PM1743 eine der ersten PCIe-Gen5-SSDs der Branche mit Dual-Port-Unterstützung, die dazu beiträgt, einen konsistenten Betrieb und eine hohe Verfügbarkeit für Server und Speicher-Arrays sicherzustellen, wenn einer der Ports ausfällt.
Samsung konzentriert sich bei seiner neuen SSD auch auf die Sicherheit – die für viele Unternehmen von größter Bedeutung ist – und fügt eine Reihe erweiterter Funktionen hinzu. Es umfasst einen eingebetteten Sicherheitsprozessor und Root of Trust (RoT) zum Schutz vor böswilligen Bedrohungen und Datenfälschungen. Diese robusten Sicherheitsmaßnahmen ermöglichen Funktionen wie Secure Boot in Serversystemen durch Attestierung und bieten so einen verbesserten Datenschutz für kritische Unternehmensanwendungen.
Technische Daten des Samsung PM1743
| Interface | PCIe 5.0 (Gen5) |
| NAND-Typ | V-NAND |
| Controller | Samsung-Eigentum |
| Kapazitäten | 2 TB, 4 TB, 8 TB, 16 TB |
| Formfaktoren | 2.5 Zoll / EDSFF (E3.S) |
| Leistung |
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| Energie-Effizienz | 608 MB/s pro Watt |
| Sicherheit |
|
Leistung des Samsung PM1743
Testbed
Für diesen Test verwendeten wir den Dell PowerEdge R660 mit E3.S-Backplane . Dieser unterscheidet sich von unserer üblichen NVMe-Testplattform, die auf PCIe Gen4 und den U.2/U.3-SSD-Formfaktor beschränkt ist. Aus diesem Grund haben wir nur ein Vergleichsgerät herangezogen, die 7.68 TB große Samsung PM9A3.
Dell PowerEdge R660 mit E3.S-Backplane
Hier ist unsere Dell PowerEdge R660-Konfiguration für diesen Test:
- 2 x Intel Platinum Xeon 8460Y CPUs
- 16 x 16 GB 4800 DDR5
- 8 x Samsung PM1743 7.68 GB E3.S SSDs
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 und 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 8 virtuellen CPUs und 60 GB DRAM ausgestattet und den LSI Logic SAS SCSI-Controller verwendet.
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
Für diese Benchmarks haben wir zwei Konfigurationen verwendet:
- 8 x PM1743 bei 8 VMs
- 1 x PM1742 bei 4 VMs
Ausgehend von den durchschnittlichen Transaktionen pro Sekunde (TPS) verzeichnete die Samsung PM1743 29,086 TPS und 13,579 TPS für 8 VMs auf 8 SSDs bzw. 4 VMs auf einer einzelnen SSD.
In der durchschnittlichen Sysbench-Latenz betrug sie 8.80 ms (8 VMs) und 9.43 ms (4 VMs).
Im 99. Perzentil von Sysbench zeigte der Samsung PM1743 eine Latenz von 15.87 bzw. 16.59 für 8 VMs bzw. 4 VMs.
VDBench-Workload-Analyse
Wenn es um das Benchmarking von Speichergeräten geht, sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, konkurrierende Lösungen direkt miteinander zu vergleichen. Diese Workloads bieten eine Reihe von Testprofilen, die von „Vier-Ecken“-Tests und allgemeinen Datenbankübertragungsgrößentests bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen.
Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, die 100 Prozent des Antriebs nutzen und ihn in einen stabilen Zustand versetzen. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.
Profile:
- 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
- 4K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0-120 % Iorate
- 16K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
- 16K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
- 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
- 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
- 4K, 8K und 16K 70R/30W Random Mix, 64 Threads, 0-120 % Iorate
- Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
- VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces
In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, einem zufälligen 4K-Lesevorgang, erreichte der Samsung PM1743 eine Spitzenleistung von 1.25 Millionen IOPS bei einer Latenz von 215 µs.
Beim 4K-Zufallsschreiben erreichte die Samsung PM1743 einen Spitzenwert von 732 IOPS mit einer Latenz von 684 µs.
Bei der Umstellung auf 64 sequentielle Workloads erreichte der Samsung PM1743 einen Spitzenwert von 9.01 GB/s (144 IOPS) mit einer Latenz von 435.9 µs.
Bei sequentiellen Schreibvorgängen verzeichnete die Samsung PM1743 eine Schreibgeschwindigkeit von 2.86 GB/s (46 IOPS) bei einer Latenz von 1,350 µs.
Als nächstes stehen die 16-km-Tests an. Der Samsung PM1743 fiel etwas zurück und erreichte 169 IOPS (2.64 GB/s) bei 81.5 µs.
Der Samsung PM1743 verbesserte sich beim sequentiellen Schreiben von 16K deutlich und erreichte 183K IOPS (2.85 GB/s) bei nur 82.3 µs.
Nun zu unseren gemischten Lese-/Schreibprofilen, beginnend mit 70/30 4K. Hier erreichte das neue Samsung-Laufwerk PM1743 183 IOPS bei 168 µs und lag damit hinter dem PM9A3 Gen4-Laufwerk.
Der Samsung PM1743 zeigte im 8K-70/30-Test eine konstante Latenz und erreichte einen Spitzenwert von 308 IOPS bei 199.8 µs.
Im 70/30 16K-Profil schlossen die Samsung PM1743 den Test mit 203K IOPS bei 306.1 µs ab.
Unsere nächste Testreihe sind unsere SQL-Workloads: SQL, SQL 90-10 und SQL 80-20. Hier blieb der PM1743 in all diesen Tests deutlich hinter dem Gen4-Laufwerk zurück. Beginnend mit SQL erzielte der Samsung PM1743 eine Spitzenleistung von 187 IOPS bei einer Latenz von 168.5 µs.
In SQL 90-10 zeigte das neue Samsung-Laufwerk eine Spitzenleistung von 176 KB bei einer Latenz von 177.7 µs.
Mit SQL 80-20 erreichte das Samsung PM1743 einen Spitzenwert von 186 IOPS bei einer Latenz von 168.4 µs (mit einem Leistungsanstieg am Ende) und blieb damit erneut knapp hinter dem PM9A3 Gen4-Laufwerk zurück.
Als nächstes folgen die Oracle-Workloads (Oracle, Oracle 90-10 und Oracle 80-20), bei denen der PM1743 in allen Tests erneut hinter dem PM9A3 zurückblieb. Ausgehend von der allgemeinen Oracle-Arbeitslast erreichte das neue Samsung-Laufwerk eine Spitzenleistung von 183 IOPS bei 193.7 µs.
Bei Oracle 90-10 verzeichnete der Samsung PM1743 eine Spitzenleistung von 123 IOPS bei 169 µs.
Als nächstes kommt Oracle 80-20, wo der PM1743 einen Spitzenwert von 128 IOPS bei 162 µs erreichte.
Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“, bei dem der Samsung PM1743 gut abschnitt. Beim VDI Full Clone (FC) Boot erreichte es einen Spitzenwert von 196 IOPS mit einer Latenz von 175.4 µs.
Während der VDI FC-Erstanmeldung erreichte der PM1743 einen Spitzenwert von 157 IOPS mit einer Latenz von 180.7 µs.
Mit VDI FC Monday Login erzielte der Samsung PM1743 eine beeindruckende, konstante Leistung und erreichte einen Spitzenwert von 91 IOPS bei einer Latenz von 166.6 µs.
Beim VDI Linked Clone (LC) Boot beendete der PM1743 den Test mit konstanten 73 IOPS und 215.5 µs.
Beim VDI LC Initial Login setzte der Samsung PM1743 seine stabile und beeindruckende Leistung fort und erreichte mit 46 IOPS bei 163.7 µs seinen Höhepunkt (obwohl es am Ende nur einen leichten (schwer zu erkennenden) Anstieg gab).
Für VDI LC Monday Login war das PM1743 mit Abstand das beste Laufwerk und erreichte einen Spitzenwert von 73 IOPS mit einer Latenz von 209.1 µs (was wiederum eine gerade Linie stabiler Leistung zeigt).
Fazit
Die Samsung PM1743 SSD ist ein Beweis für die Leistung und das Potenzial der PCIe Gen5-Technologie. Obwohl es in unserem Benchmarking nicht in allen Kategorien gewinnt, werden seine Gesamtleistungssteigerungen, seine verbesserte Energieeffizienz und seine robusten Sicherheitsfunktionen den anspruchsvollen Speicheranforderungen heutiger Unternehmensserver mehr als gerecht.
Zu den Besonderheiten der Leistung zählen unter anderem 1.25 Millionen IOPS bei 4K-Zufallslesevorgängen, 732K IOPS bei 4K-Zufallsschreibvorgängen, 9.01 GB/s bei sequenziellen Lesevorgängen und 2.86 GB/s bei sequenziellen Schreibvorgängen. In unseren gemischten Lese-/Schreib-Benchmarks erreichte die PM1743 183 IOPS in unserem 70/30-4K-Profil (das hinter der Gen4-Festplatte zurückblieb).
SSDs im EDSFF-Formfaktor gewinnen im Unternehmensbereich zunehmend an Bedeutung. Wir haben E3.S-SSDs beispielsweise im Dell PowerEdge R660, den wir hier getestet haben, gesehen. Sie finden sich aber auch in Speicherservern wie dem HPE Alletra 4110 wieder , und natürlich bietet auch Supermicro einige Lösungen mit diesen Laufwerksschächten an. E3.S-SSDs werden den Großteil der neuen Hochleistungs-Laufwerksschächte in Unternehmenssystemen belegen, da Kunden auf leistungsstarke Gen5-SSDs umsteigen.
Was das hier getestete PM1743 betrifft, ist es ohne weitere Konkurrenten schwierig, genau zu erkennen, wo dieses Laufwerk steht. Aber das ist auch ein Verdienst der Technik von Samsung. Gen5-SSDs sind nicht einfach, wir haben in der Branche viele Verzögerungen erlebt, da Controller-Anbieter mit der Komplexität zu kämpfen haben. Da Samsung vertikal integriert ist und über einen eigenen Controller verfügt, ist der Prozess für sie möglicherweise etwas reibungsloser.
Auf jeden Fall hat der PM1743 im Vergleich zum PM9A3 bei den meisten Workloads eindeutig große Fortschritte gemacht. Aber es gibt immer noch ein paar Stellen, an denen das ältere Laufwerk die Oberhand gewinnt, insbesondere bei Datenbank-Workloads. Wir gehen jedoch davon aus, dass Samsung dies in den Griff bekommen wird, das haben wir in der Vergangenheit bei neuen Technologiewechseln gesehen. Wir freuen uns, dass Gen5 in den neuesten Serveraktualisierungen auftaucht und begrüßen die Gelegenheit, weitere Gen5-SSDs zu testen, sobald sie auf den Markt kommen.
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