Die Toshiba PX02SM ist eine Enterprise-SSD, die eine Dual-Port-12-Gbit/s-SAS-Schnittstelle und eMLC-NAND nutzt erzielte in unserem ersten Test vielversprechende Ergebnisse des Antriebs. Die PX02SM war die erste 12-Gbit/s-SAS-SSD auf dem Markt und gab es bereits vor dem Zugriff auf SAS3-Adapter, mit denen das StorageReview Enterprise Test Lab ihre maximale Leistung bei sequenziellen Arbeitslasten messen konnte. Mit dem Zusatz von ein Supermicro SuperStorage Server AR24NV Nachdem wir die SAS3-Plattform ins Labor gebracht haben, können wir uns den PX02SM erneut ansehen und ihn auf Herz und Nieren prüfen, ohne dass es zu HBA-Engpässen durch den Host oder benutzerdefinierten Konfigurationen kommt.
Die Toshiba PX02SM ist eine Enterprise-SSD, die eine Dual-Port-12-Gbit/s-SAS-Schnittstelle und eMLC-NAND nutzt erzielte in unserem ersten Test vielversprechende Ergebnisse des Antriebs. Die PX02SM war die erste 12-Gbit/s-SAS-SSD auf dem Markt und gab es bereits vor dem Zugriff auf SAS3-Adapter, mit denen das StorageReview Enterprise Test Lab ihre maximale Leistung bei sequenziellen Arbeitslasten messen konnte. Mit dem Zusatz von ein Supermicro SuperStorage Server AR24NV Nachdem wir die SAS3-Plattform ins Labor gebracht haben, können wir uns den PX02SM erneut ansehen und ihn auf Herz und Nieren prüfen, ohne dass es zu HBA-Engpässen durch den Host oder benutzerdefinierten Konfigurationen kommt.
Der PX02SM ist Teil der PX-Serie von Toshiba, die 2013 mit schnelleren SAS3-Schnittstellen auf den Markt kam. Der PX02SM bietet die schnellsten Spezifikationen, mehrschichtiges ECC für verbesserte Fehlerkorrektur und ist in Sicherheitsmodellen erhältlich, die kryptografische Löschung für verbesserte Sicherheit nutzen. Das Toshiba PX02SM ist in den Kapazitäten 200 GB, 400 GB, 800 GB und 1.6 TB erhältlich und wird durch eine fünfjährige eingeschränkte Garantie abgedeckt. In unserem Test werden sowohl die 400-GB- als auch die 800-GB-Modelle verglichen und 6-Gbit/s-SAS2-Ergebnisse zum Vergleich bereitgestellt.
Technische Daten des Toshiba PX02SM
- Kapazitäten
- 200GB (PX02SMF020, PX02SMU020)
- 400GB (PX02SMF040, PX02SMU040)
- 800GB (PX02SMF080, PX02SMU080)
- 1.6TB (PX02SMB160, PX02SMQ160)
- NAND: 24 nm eMLC
- Schnittstelle: SAS 6 Gbit/s und 12 Gbit/s
- Formfaktor: 2.5 Zoll SFF x 7 mm hoch (15 mm für das 1.6-TB-Modell)
- Kennzahlen
- Sequentielles Lesen (anhaltend): 900 MB/s
- Sequentielles Schreiben (anhaltend): 400 MB/s
- Zufälliges Lesen 4k (IOPS): 120,000
- Zufälliges Schreiben 4k (IOPS): 30,000
- Umwelt
- Temperatur – Betrieb 0° bis 55°C
- Temperatur – außer Betrieb -40° bis 70°C (-40° bis 158°F)
- Vibration – Betrieb 9.8 m/s² (1G)
- Vibration – außer Betrieb 49 m/s² (5G)
- Schock – Betrieb 9,800 m/s² (1,000 G 0.5 ms, ½ Sinus)
- Schock – außer Betrieb 9,800 m/s² (1,000 G 0.5 ms, ½ Sinus)
- Schutz vor Stromausfall
- Ausdauer-TBW: 3.7 PB (200 GB), 7.3 PB (400 GB), 14.6 PB (800 GB), 29.2 PB (1.6 TB)
- MTTF: 2 Millionen Stunden
- Abmessungen (BxTxH): 69.85 mm x 100 mm x 7.0 mm
- Gewicht: 70 g
- 5-Jahr beschränkte Garantie
Video-Übersicht
Designen und Bauen
Während Hochleistungs-SSDs für Unternehmen im Allgemeinen ein 15-mm-Gehäuse verwenden, verwendet das Toshiba PX02SM ein 7-mm-Design (mit Ausnahme des 1.6-TB-Modells, das 15 mm dick ist) und einen 2.5-Zoll-Formfaktor. Das Äußere des Laufwerks ist funktional, nicht auffällig, und das gestanzte Aluminiumgehäuse macht einen robusten Eindruck.
Auf der Vorderseite der PX02SM-SSD befindet sich der 12-Gbit/s-SAS-Anschluss für Strom und Daten, der abwärtskompatibel mit SAS-6-Gbit/s-HBAs ist.
Der PX02SM nutzt einen Marvell-Co-Branding-Controller TC58NC9036GTC. Unser 400-GB-Testmodell verfügt außerdem über 16 24-nm-eMLC-NAND-Chip-Pakete von Toshiba, die jeweils über eine Kapazität von 32 GB oder 512 GB Roh-Flash und eine unformatierte Kapazität von 400 GB verfügen.
Hintergrund und Vergleiche testen
Der Toshiba PX02SM verwendet einen Marvell-Co-Branding-Controller TC58NC9036GTC und 24-nm-eMLC-NAND mit einer Schnittstelle, die SAS 12 Gbit/s unterstützt. Während unser Protokoll auch die Leistungsergebnisse des PX02SM 400-GB-Modells mit einem 6-Gbit/s-SAS2-Host veröffentlicht, wird die beste Leistung für die 400-GB- und 800-GB-Modelle über SAS3 erreicht. Das StorageReview Enterprise Test Lab verwendet einen SuperMicro SuperStorage Server 2027R-AR24NV als SAS3-Testumgebung mit:
- 2 x Intel Xeon E5-2687 v2 (3.4 GHz, 25 MB Cache, 8 Kerne)
- Intel C602 Chipsatz
- Speicher – 256 GB (16 x 16 GB) 1333 MHz Micron DDR3 registrierte RDIMMs
- Windows Server 2012 Standard – 100 GB Micron RealSSD P400e SSD booten
- 3 x Supermicro SAS3 HBAs (LSI SAS 3008 Controller)
- 100 GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 Boot
- 200 GB Micron P400m Windows Server 2012-Boot
- 100 GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 Boot (Sysbench) mit Micron M500 960 GB für Datenbankspeicher
- Mellanox ConnectX-3 Dual-Port VPI PCIe 3.0 Adapter
Vergleichswerte für diesen Testbericht:
- Hitachi SSD800MH (400 GB, DB29AA11B0-Controller mit Intel-Co-Branding, Intel 25-nm-MLC-NAND, 12.0 Gbit/s SAS)
- OCZ Talos 2 R (400 GB, SandForce SF-2500-Controller, Intel 25 nm MLC NAND, 6.0 Gbit/s SAS)
- Hitachi SSD400M (400 GB, Intel EW29AA31AA1-Controller, Intel 25 nm eMLC NAND, 6.0 Gbit/s SAS)
- Kluger Optimus (400 GB, Drittanbieter-Controller, Toshiba 34 nm MLC NAND, 6.0 Gbit/s SAS)
- STEC s842 (s840-Serie) (800 GB, STEC 24950-15555-XC1-Controller, Toshiba MLC NAND, 6.0 Gbit/s SAS)
Analyse der Anwendungsleistung
Um die Leistungsmerkmale von Unternehmensspeichergeräten zu verstehen, ist es wichtig, die Infrastruktur und die Anwendungs-Workloads zu modellieren, die üblicherweise in Live-Produktionsumgebungen anzutreffen sind. Unsere ersten beiden Benchmarks des Toshiba PX02SM sind daher a MarkLogic NoSQL-Datenbankspeicher-Benchmark und MySQL-Leistung über SysBench.
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.
Das Toshiba PX02SM hatte mit 3.604 ms die höchste durchschnittliche Latenz aller vergleichbaren Laufwerke im MarkLogic NoSQL-Benchmark, ein besonders schlechtes Ergebnis in diesem Test.
Die PX02SM-Architektur ist nicht für die Zugriffsmuster unserer NoSQL-Arbeitslast optimiert, was zu Latenzen führt, die im gesamten Protokoll auf oder über den normalisierten Maximalwert von 9 ms ansteigen.
Die HGST SSD800MM behielt einen entscheidenden Vorsprung gegenüber den Vergleichsgeräten, wobei es bei Merge-Lese- und Merge-Schreibvorgängen nur gelegentliche Spitzen gab.
Der SanDisk Optimus hielt die Latenz für die meisten Vorgänge unter 6 ms, wobei einige Spitzen zwischen 7 ms und 11 ms lagen.
Die HGST SSD400M wies größere Latenzschwankungen auf als die SanDisk Optimus, wobei die Latenzen bei NoSQL-Journalschreibvorgängen am größten waren.
Die OCZ Talos 2 R hatte eine ähnliche NoSQL-Leistung wie die SSD400M, mit Latenzspitzen zwischen 9 und 32 ms. Die höchsten Spitzenwerte traten während Merge-Schreibvorgängen auf.
Unser nächster Bewerbungstest besteht aus Percona MySQL-Datenbanktest über SysBench, das die Leistung der OLTP-Aktivität misst. In dieser Testkonfiguration verwenden wir eine Gruppe von Lenovo ThinkServer RD630s und laden Sie eine Datenbankumgebung auf ein einzelnes Laufwerk. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz sowie die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz über einen Bereich von 2 bis 32 Threads. 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.
Die 800-GB-PX02SM schnitt mit 2 Transaktionen pro Sekunde bei 1,755 Threads besser ab als alle SAS32-Vergleichsgeräte, lag aber hinter der Hitachi SSD800MM, die den höchsten MySQL-TPS-Wert von 2,113 TPS erreichte.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse während des MySQL-Anwendungs-Benchmarks fallen in eine ähnliche Richtung. Das Toshiba PX800SM mit 02 GB liegt hinter dem Hitachi SSD800MM an zweiter Stelle, mit durchschnittlichen Latenzen zwischen 6.63 ms bei 2 Threads und 18.23 ms bei 32 Threads.
Kommen wir nun zu unserem Test der Worst-Case-MySQL-Latenz mit der OLTP-Workload. Der PX02SM kann sich im gesamten Thread-Anzahlbereich behaupten, liegt aber im Mittelfeld der Vergleichswerte.
Synthetische Workload-Analyse für Unternehmen
Die Flash-Leistung variiert, wenn das Laufwerk an seine Arbeitslast angepasst wird. Das bedeutet, dass der Flash-Speicher vor jedem einzelnen Vorgang vorkonditioniert werden muss FIO synthetische Benchmarks um sicherzustellen, dass die Benchmarks korrekt sind. Jedes der vergleichbaren Laufwerke wird mit den Tools des Herstellers sicher gelöscht und mit einer hohen Auslastung von 16 Threads und einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread in einen stabilen Zustand vorkonditioniert.
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 Gerät in Intervallen über mehrere Thread-/Warteschlangentiefenprofile hinweg getestet, um die Leistung bei leichter und starker Nutzung zu zeigen. Unsere synthetische Workload-Analyse für den Toshiba PX02SM verwendet zwei Profile, die häufig in Herstellerspezifikationen und Benchmarks verwendet werden.
- 4k
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 8k
- 70 % Lesen/30 % Schreiben
Während der PX02SM während der 800K-Vorkonditionierung nicht mit der Leistung des SSD4MM von HGST mithalten konnte, konnten beide PX02SM-Kapazitäten eine Burst-Geschwindigkeit von 50,000 IOPS erreichen, bevor sie im eingeschwungenen Zustand auf etwa 29,000 IOPS abfiel.
Bei einer Auslastung von 16 Threads und einer Warteschlangentiefe von 16 erreichte der PX02SM Burst-Latenzen von etwa 5 ms, bevor er sich bei etwa 8.7 ms einpendelte und nur hinter den HGST-Vergleichsgeräten zurückblieb.
Die während der 4K-Vorkonditionierung gemessenen maximalen Latenzen zeigten dasselbe Muster: Das Toshiba PX02SM kann einen konstanten Vorsprung gegenüber der Konkurrenz behaupten, mit Ausnahme der HGST SSD800MM und SSD400M, die die niedrigsten Maximalwerte aufwiesen.
Mithilfe der Ergebnisse der Standardabweichung lässt sich leichter erkennen, wie konsistent die Latenzen während des gesamten Vorkonditionierungsprozesses waren. Diese Ergebnisse brachten keine Überraschungen zutage, denn beide PX02SM-Laufwerke begannen den Prozess bei etwa 2.4 ms und erreichten den stabilen Zustand mit einer Latenzstandardabweichung von etwa 5.1 ms beim 800-GB-Modell und 5.8 ms beim 400-GB-Modell.
Nach Abschluss des Vorkonditionierungsprozesses übernahm die HGST SSD800MM die Spitzenposition beim 4K-Durchsatz. Auch das Toshiba PX02SM zeigte in unserem SAS3-Teststand eine starke Leistung, insbesondere bei 4K-Lesevorgängen, wo es 109,135 IOPS in seiner 400-GB-Version und 108,633 IOPS als 800-GB-Laufwerk erreichte.
Während die SSD800MM die niedrigsten durchschnittlichen 4K-Latenzen bei Lese- und Schreibvorgängen aufweist, zeigt die PX02SM ihre Kompetenz bei kleinen Lesevorgängen und hält die durchschnittlichen Latenzen im SAS2.34-Testbed bei 2.35 ms und 3 ms. Die Ergebnisse der durchschnittlichen 4K-Latenz zeigen auch den Unterschied, den Host und HBA machen, mit etwas geringeren Leselatenzen über 6 Gbit/s SAS2 als über 12 Gbit/s SAS3.
Die während unseres 4K-Synthetik-Benchmarks gemessenen maximalen Latenzen platzieren das Toshiba PX02SM im Mittelfeld der Vergleichsgeräte.
Die 4K-Standardabweichungsberechnungen spiegeln die konstante Latenzleistung des Toshiba PX02SM während des Tests wider. Die Ergebnisse belegen, dass das PX02SM allen Mitbewerbern mit Ausnahme des SSD800MM voraus ist, unabhängig davon, ob es mit unserem 6-Gbit/s-SAS oder unserem 12-Gbit/s-Host verglichen wurde.
Unser nächster Workload verwendet 8 Übertragungen mit einem Verhältnis von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen. Der PX02SM begann mit der Vorkonditionierung für diesen Benchmark mit einem zweiten Platz von etwa 75,000 IOPS, bevor er sich im stabilen Zustand bei etwa 41,000 IOPS für das 400-GB-Modell und 43,000 IOPS für das 800-GB-Modell einpendelte.
Das Toshiba PX02SM begann mit der 8K 70/30-Vorkonditionierung mit einer durchschnittlichen Latenz von 3.42 ms, die sich bei unserem 6.22-GB-Testlaufwerk auf 400 ms und bei unserem 5.96-GB-Laufwerk auf 800 ms erhöhte. Damit liegt es hinter dem klassenbesten HGST SSD800MM und in der Nähe des STEC s842.
Mit nur wenigen Spitzen behält das PX02SM während der gesamten Vorkonditionierung weiterhin starke Ergebnisse bei der maximalen Latenz bei und erreicht etwa 36 ms für das 400-GB-Laufwerk und 40 ms für das 800-GB-Modell.
Zu Beginn der Vorkonditionierungskurve ist das PX02SM – sowohl bei Kapazitäten als auch bei SAS-Generationen – in der Lage, konsistentere Latenzen zu erreichen als das SSD800MM, wenn auf letzteres über SAS2 zugegriffen wird. Dieser Vorteil verschwindet jedoch am Ende der Vorkonditionierung, wenn das PX02SM seinen gewohnten Zustand erreicht Zweiter Platz bei den Standardabweichungsergebnissen.
Sobald die Laufwerke vorkonditioniert sind, variiert der 8K-70/30-Durchsatz-Benchmark die Arbeitslastintensität von 2 Threads und 2 Warteschlangen bis zu 16 Threads und 16 Warteschlangen. Bei einem Durchsatz von 8K profitierte das PX02SM nicht besonders von der Umstellung auf 12Gb/s SAS, konnte sich aber trotzdem auf dem starken zweiten Platz behaupten. Bei maximaler Arbeitslast erreichte der 400-GB-PX02SM 40,887 IOPS und das 800-GB-Modell erreichte 42,589 IOPS.
Die durchschnittlichen Latenzen im 8k 70/30-Test blieben höher als bei den HGST SSD800MM-Vergleichsgeräten und liegen nahezu gleichauf mit dem STEC s842.
Bei geringeren Thread-Anzahlen und Warteschlangentiefen erschweren die maximal aufgezeichneten Latenzen während unseres synthetischen 8K-Benchmarks die Unterscheidung zwischen dem Toshiba PX02SM, dem HGST SSD800MM und dem STEC s842. Bei höheren Threadzahlen gewinnt die SSD800MM ihren entscheidenden Vorsprung zurück und die PX02SM setzt sich vom STEC s842 ab.
Standardabweichungsdiagramme für die Latenz während des 8k 70/30-Tests zeigen keine Schwachstellen in der Leistung des PX02SM. Die PX02SM 12Gb/s-Ergebnisse reichen von 0.27 ms mit 2 Threads und einer Warteschlangentiefe von 2 bis zu etwa 3.7 ms mit den intensivsten Arbeitslasten.
Fazit
Die PX02SM ist eine der neuen leistungsstarken Enterprise-SSDs von Toshiba mit 12 Gbit/s SAS-Konnektivität, eMLC NAND und einer Reihe von Kapazitäten bis zu 1.6 TB, wodurch sie für ein breites Anwendungsspektrum geeignet ist. Mit Ausnahme der 1.6-TB-Version zeichnet sich das PX02SM auch durch seine 7-mm-Höhe aus, die auch Türen und Steckplätze für das Laufwerk öffnet. Die PX02SM-Architektur von Toshiba bietet außerdem einige nützliche Funktionen wie einen Stromausfallschutz zum Schutz der Daten während des Flugs.
Das PX02SM übertraf die meisten vergleichbaren eMLC-SSDs in synthetischen Benchmarks durchweg, mit stabilen Werten, die oft mit den Burst-Geschwindigkeiten anderer eMLC-Laufwerke konkurrierten (mit Ausnahme des HGST SSD800MM). In unserem MarkLogic NoSQL-Benchmark schnitt das Laufwerk jedoch bei allen Vorgängen am Ende der Vergleichsgruppe ab. Bei einem Test der OLTP-Leistung in MySQL konnte sich das PX02SM bis zu einem gewissen Grad rehabilitieren, mit Ergebnissen, die zwar nicht an den synthetischen Benchmark-Erfolg herankamen, aber einen starken zweiten Platz hinter dem SSD800MM behaupteten.
Vorteile
- Starke Ergebnisse bei synthetischen Benchmarks und MySQL-Leistung
- 7 mm Laufwerkshöhe für die meisten Kapazitäten
Nachteile
- Auffällig niedrige Leistung im NoSQL-Benchmark
Fazit
Die PX02SM ist eine vielseitige Enterprise-SSD, die die Stärken der eMLC-Technik von Toshiba widerspiegelt. Es schneidet in synthetischen Tests und in der MySQL-Umgebung ab, obwohl es mit NoSQL schlecht abschneidet.
