Die Toshiba PX02SS ist eine 2.5-Zoll-Enterprise-SSD, die für transaktionsintensive Arbeitslasten, einschließlich OLTP-Datenbankanwendungen, entwickelt wurde und über eine Dual-Port-12-Gbit/s-SAS3-Schnittstelle verfügt. Der PX02SS ist in den Kapazitäten 100 GB, 200 GB, 400 GB und 800 GB erhältlich und bietet aufgrund einer überdimensionierten 24-nm-eMLC-Architektur von Toshiba eine in seiner Klasse bemerkenswerte Schreibausdauer. Das Toshiba PX02SS ist für insgesamt 5.48 PB geschriebene Bytes für die 100-GB-Edition bis zu 43.8 PB TBW für die 800-GB-SSD spezifiziert.
Die Toshiba PX02SS ist eine 2.5-Zoll-Enterprise-SSD, die für transaktionsintensive Arbeitslasten, einschließlich OLTP-Datenbankanwendungen, entwickelt wurde und über eine Dual-Port-12-Gbit/s-SAS3-Schnittstelle verfügt. Der PX02SS ist in den Kapazitäten 100 GB, 200 GB, 400 GB und 800 GB erhältlich und bietet aufgrund einer überdimensionierten 24-nm-eMLC-Architektur von Toshiba eine in seiner Klasse bemerkenswerte Schreibausdauer. Das Toshiba PX02SS ist für insgesamt 5.48 PB geschriebene Bytes für die 100-GB-Edition bis zu 43.8 PB TBW für die 800-GB-SSD spezifiziert.
Im Jahr 2013 stellte Toshiba eine Reihe neuer SSD-Angebote vor und führte diese dann 2014 ein Abschluss der Übernahme von OCZ Technology, einer von mehreren Herstellern, die den NAND-Speicher von Toshiba in ihren Laufwerken verwenden. Das Muster ist klar: Toshiba vergrößert seine Reichweite als eigenständiger SSD-Hersteller. Zusammen mit Toshiba PX02SM, das wir ebenfalls kürzlich getestet habenDie PX02SS ist Teil der neuen PX-Serie von 12-Gbit/s-SAS3-Enterprise-SSDs von Toshiba, die in Bezug auf Funktionalität und Design in allen Serien gleich sind.
Wie das PX02SM ist das PX02SS als Standardlaufwerk oder mit Selbstverschlüsselungstechnologie erhältlich und verfügt über Toshibas vierfache Swing-by-Code-Layered-ECC-Fehlerkorrektur und Stromausfallschutz. Die Hauptunterschiede zwischen den beiden hängen größtenteils mit der Ausdauer zusammen; Der SS ist einfach für schreibintensivere Arbeitslasten konzipiert. Bei einer Kapazität von 800 GB am oberen Ende kann die SS fast 44 TBW bewältigen. Der SM hingegen verzichtet auf Ausdauer und ist für ausgewogenere Arbeitslasten ausgelegt und kann dadurch eine maximale Kapazität von 1.6 TB erreichen. Auf beide SSDs gibt es eine Garantie von fünf Jahren.
Unser Test des PX02SS umfasst vier Laufwerke mit einer Kapazität von 400 GB.
Technische Daten des Toshiba PX02SS
- Kapazitäten (Standardmodell, Sicherheitsmodell)
- 100GB (PX02SSF010, PX02SSU010)
- 200GB (PX02SSF020, PX02SSU020)
- 400GB (PX02SSF040, PX02SSU040)
- 800GB (PX02SSB080, PX02SSQ080)
- NAND-Technologie: 24 nm eMLC
- Laufwerksschnittstelle: SAS 12 Gbit/s, Dual-Port
- Sektorgröße: 512B, 520B, 528B, 4096B, 4104B, 4160B und 4224B
- Kennzahlen
- 4KiB Random Read (anhaltend): 130,000 IOPS
- 4KiB Zufälliges Schreiben (anhaltend): 42,000 IOPS
- 4 KiB Zufällig 70/30 Lesen/Schreiben (anhaltend): 80,000 IOPS
- Sequentielles Lesen von 64 KiB (anhaltend):
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 1,100 MiB/s (Standardmodell), 910 MiB/s (Sicherheitsmodell)
- 800 GB: 1,060 MiB/s (Standardmodell), 910 MiB/s (Sicherheitsmodell)
- 64 KiB Sequentielles Schreiben (anhaltend): 410 MiB/s
- Spannung: 5V (+/- 5%), 12V (+/- 5%)
- Leistungsaufnahme:
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 2.7 W typ.
- 800 GB: 3.6 W typ.
- Energieeffizienz:
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 19,500 IOPS/W
- 800 GB: 24,400 IOPS/W
- Abmessungen (B)x(T)x(H)
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 69.85 mm x 100.45 mm x 7.0 mm
- 800 GB: 69.85 mm x 100.45 mm x 15.0 mm
- Gewicht:
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 70 g (maximal)
- 800 GB: 170 g (maximal)
- Temperatur – Betrieb: 0° bis 55°C
- Temperatur – außer Betrieb: -40° bis 70°C
- Vibration – Betrieb: 21.27 m/s²
- Vibration – außer Betrieb: 159.74 m/s²
- 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
- Produktlebensdauer: 5 Jahre oder die maximale Gesamtzahl der geschriebenen Bytes (TBW) pro Modellkapazität
- 100 GB: 5.475 PB TBW
- 200 GB: 10.95 PB TBW
- 400 GB: 21.9 PB TBW
- 800 GB: 43.8 PB TBW
Designen und Bauen
Viele der neuen Enterprise-SSDs von Toshiba verwenden eine Z-Höhe von 7 mm statt 15 mm, was nach wie vor der dominierende Formfaktor unter den Mitbewerbern ist. Der PX02SS verwendet für jede Kapazität ein 2.5-Zoll-Gehäuse aus gestanztem 7-mm-Aluminium, mit Ausnahme des 800-GB-Modells, das ein 15-mm-Gehäuse verwendet.
Der PX02SS verwendet eine Dual-Port-12-Gbit/s-SAS3-Schnittstelle, die im Allgemeinen abwärtskompatibel mit 6-Gbit/s-SAS2-Backplanes ist, obwohl Toshiba beim PX02SS geringfügig von der SAS2-Spezifikation abweicht. In unserem Fall stellten wir fest, dass unser Lenovo ThinkServer, der im Hinblick auf die Power-Disable-Funktion mit dem SAS2-Protokoll kompatibel ist, die PX02SS-SSD nicht einschalten konnte. Die PX02SS SSD wurde für SAS3-Systeme und andere nicht vollständig kompatible SAS2-Server entwickelt, bei denen die Power-Disable-Verbindung offen bleibt. Die Abhilfe bei der Verwendung des PX02SS in Szenarien mit vollständig kompatibler SAS2-Hardware besteht darin, eine spezielle Version der SSD zu wählen, die diesen Unterschied umgehen kann, oder einen Widerstand manuell von der SSD abzutrennen und zu entfernen, damit sie diesen Stromabschaltkreis nicht erkennt.
Im Inneren befindet sich ein Marvell-Co-Branding-Controller TC58NC9036GTC SAS 12Gb/s, der mit dem PX02SM identisch ist. Unser 400-GB-Testmodell verfügt außerdem über 16 24-nm-eMLC-Toshiba-NAND-Chippakete.
Hintergrund und Vergleiche testen
Der PX02SS verwendet einen Marvell TC58NC9036GTC-Controller und 24-nm-Toshiba-eMLC-NAND mit einer Schnittstelle, die SAS 12 Gbit/s unterstützt. 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, 2 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
Um einen Eindruck davon zu bekommen, wie sich die PX02SS im Vergleich zu anderen eMLC-SSDs schlägt, die derzeit mit einer 12-Gbit/s-SAS-Schnittstelle erhältlich sind, werden wir die Ergebnisse unserer PX02SS-Tests neben denen der 400-GB- und 800-GB-Editionen der Toshiba PX02SM und der SSD800MM von HGST darstellen:
- Hitachi SSD800MH (400 GB, DB29AA11B0-Controller mit Intel-Co-Branding, Intel 25-nm-MLC-NAND, 12.0 Gbit/s SAS)
- Toshiba PX02SM (400 GB, Marvell-Co-Branding-Controller TC58NC9036GTC, Toshiba 24 nm eMLC NAND, 12 Gbit/s SAS)
- Toshiba PX02SM (800 GB, Marvell-Co-Branding-Controller TC58NC9036GTC, Toshiba 24 nm eMLC NAND, 12 Gbit/s SAS)
Analyse der Anwendungsleistung
Um die Leistungsmerkmale von Enterprise-Speichergeräten zu verstehen, ist es wichtig, die Infrastruktur und die Anwendungs-Workloads in Live-Produktionsumgebungen zu modellieren. Unsere ersten drei Benchmarks des Toshiba PX02SS sind daher die MarkLogic NoSQL-Datenbankspeicher-Benchmark, MySQL OLTP-Leistung über SysBench und Microsoft SQL Server OLTP-Leistung mit einer simulierten TCP-C-Arbeitslast.
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 PX02SS schnitt in unserem MarkLogic NoSQL-Datenbank-Benchmark gut ab und landete hinter dem Hitachi SSD800MM, aber mit einem deutlichen Vorsprung vor seinem Bruder, dem PX02SM.
Die HGST SSD800MM behielt einen entscheidenden Vorsprung gegenüber den Vergleichsgeräten, wobei es bei Merge-Lese- und Merge-Schreibvorgängen nur gelegentliche Spitzen gab.
Das PX02SS hat sich gegenüber dem, was wir zuvor auf dem PX02SM SAS3 SSD aufgezeichnet haben, erheblich verbessert. Ein Großteil der Latenz blieb während der gesamten Testdauer unter 10 ms.
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.
Der nächste Anwendungsbenchmark besteht aus eine Percona MySQL OLTP-Datenbank, gemessen über SysBench. In dieser Konfiguration verwenden wir eine Gruppe von Lenovo ThinkServer RD630s als Datenbank-Clients und die Datenbankumgebung auf einem einzigen Laufwerk gespeichert. 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.
Das Toshiba PX02SS zeichnete sich in unserem MySQL-Benchmark als bester Gesamtperformer aus, sobald die Arbeitslast auf mehr als vier Threads anstieg. Die HGST SSD800MM blieb während ihres gesamten zweiten Platzes mit der PX02SS konkurrenzfähig.
Über drei Threads hinaus übertrifft die PX02SS die HGST SSD800MM hinsichtlich der durchschnittlichen Latenz während des MySQL OLTP-Benchmarks leicht.
Bei der Worst-Case-Latenz während des MySQL-Benchmarks erreichte das Toshiba PX02SS eine Leistung auf dem zweiten Platz, die nahezu mit der 99. Perzentil-Latenz des Toshiba PX02SM 800 GB übereinstimmte.
Das Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll von StorageReview verwendet den aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einen Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark kommt der Messung der Leistungsstärken und Engpässe der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen näher als synthetische Leistungsbenchmarks. Unser SQL Server-Protokoll verwendet eine SQL Server-Datenbank mit 685 GB (Maßstab 3,000) und misst die Transaktionsleistung und Latenz mit einer VU-Last von 30,000.
Für diesen Test vergleichen wir die drei SSD-Plattformen, wobei jede von Windows Server als gespiegelter Speicherplatz konfiguriert wurde. Der HGST übernahm mit 6,315.4 Transaktionen pro Sekunde für 30 Benutzer die Führung, wobei beide Vergleichsgeräte von Toshiba innerhalb von 100 TPS an die Leistung der SSD800MM herankamen.
Die Latenzergebnisse während der Microsoft SQL TPC-C-Workload zeigen deutlichere Unterschiede zwischen den beiden Herstellern, da die HGST SSD800MM einen deutlichen Latenzvorteil gegenüber PX02SM und PX02SS aufweist.
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 PX02SS nutzt zwei Profile, die häufig in Herstellerspezifikationen und Benchmarks verwendet werden.
- 4k
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 8k
- 70 % Lesen/30 % Schreiben
Während der Vorkonditionierung für den synthetischen 4K-Benchmark erreichte der PX02SS zu keinem Zeitpunkt die Durchsatzleistung des HGST SSD800MM, hielt die Burst-Leistung jedoch länger aufrecht als seine PX02SM-Konkurrenten und erreichte einen stabilen Zustand mit deutlich höherer Leistung als jeder der PX02SMs.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse während der 4K-Vorkonditionierung deuten auch darauf hin, dass der PX02SS kürzere Latenzen als der PX02SM für Schreibvorgänge bieten kann. Der PX02SS bietet einen Leistungsschub mit geringer Latenz, der fast 90 Minuten anhält und sich dann schnell auf eine konsistente durchschnittliche Latenzleistung von unter 6 ms einpendelt.
In unserem Test der maximalen Latenzwerte aus dem 02K-Vorkonditionierungsvorgang liefert das PX800SS weiterhin einen starken zweiten Platz vor dem HGST SSD4MM ab.
Die Ergebnisse der Standardabweichung erleichtern die Visualisierung der Konsistenz der gemessenen Latenzen während des gesamten Vorkonditionierungsprozesses. Das Toshiba PX02SS ist zwar nicht so stabil wie das vergleichbare HGST-Modell, weist aber unter den anderen 12-Gbit/s-eMLC-SAS-SSDs, die wir bisher getestet haben, die beständigsten Vorkonditionierungslatenzen auf.
Nachdem die Vorkonditionierung für die 4K-Benchmarks abgeschlossen war, erreichte die PX02SS 117,204 Lese-IOPS und 42,507 Schreib-IOPS und liegt damit an zweiter Stelle hinter der HGST SSD800MM.
Beim PX02SS kam es im 2.18K-Benchmark zu einer durchschnittlichen Latenz von 6.02 ms bei Lesevorgängen und 4 ms bei Schreibvorgängen.
Der PX02SS hatte mit 13.3 ms die besten maximalen Leselatenzwerte unter den Vergleichsgeräten. Bei der maximalen Schreiblatenz von 800 ms lag die SSD39.0MM vorne.
Die PX02SS erzielte konsistentere Latenzergebnisse als die beiden anderen Toshiba-SSDs, die wir bisher auf dem SAS3-Teststand evaluiert haben.
Unser nächster Workload verwendet 8 Übertragungen mit einem Verhältnis von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen. Nach einer Burst-Phase, in der die HGST SSD800MM und die Toshiba PX02SS um die beste Durchsatzleistung wetteiferten, erreichten die Laufwerke den stabilen Zustand, wobei die PX02SS knapp hinter der SSD800MM bei fast 62,500 IOPS lag.
Die durchschnittlichen Latenzergebnisse aus der 8k 70/30-Vorkonditionierung spiegeln die gleiche frühe Konkurrenz zwischen dem PX02SS und dem SSD800MM während des Bursts wider, gefolgt vom PX02SS, der eine konstante Leistung auf dem zweiten Platz beibehält.
In Bezug auf die maximal gemessenen Latenzen während der 8k 70/30-Vorkonditionierung ähnelte das Toshiba PX02SS viel mehr den PX02SM-Vergleichsgeräten als dem SSD800MM von HGST, als sich die Laufwerke dem stabilen Zustand näherten.
In Bezug auf die Standardabweichung für die durchschnittlichen Latenzen verbringt das PX02SS den Großteil der Vorkonditionierungsperiode hinter dem HGST SSD800MM.
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. Mit einem Durchsatz von 8K übertrifft die PX02SS die SSD800MM bei vielen Workloads.
Die PX8SS misst die durchschnittliche Latenz über eine Reihe von Thread-Anzahlen und Warteschlangentiefen hinweg mit 70 30/02-Vorgängen und weist im Vergleich zu den anderen eMLC-SSDs von Toshiba eine viel ähnlichere Leistung wie die HGST auf.
Die maximalen Latenzwerte während des 8k 70/30-Benchmarks waren weniger ausschlaggebend, obwohl die HGST SSD800MM bei maximaler Arbeitslast begann, die anderen Vergleichsgeräte deutlich zu übertreffen.
Standardabweichungsberechnungen zeigen, dass das Toshiba PX02SS während des 8k 70/30-Benchmarks konsistentere Latenzergebnisse erzielte als das PX02SM, aber nicht in der Lage war, einen so engen Variationsbereich wie das HGST SSD800MM zu liefern.
Fazit
Toshiba erweitert seine Rolle auf dem SSD-Markt, während Enterprise-SSDs gleichzeitig mit der Migration von 6 Gbit/s SAS2 auf 12 Gbit/s SAS3 beginnen. Die PX-Serie der eMLC-SSDs bietet Toshiba die Möglichkeit, ein erweitertes Enterprise-SSD-Sortiment einzuführen, das seine interne Fähigkeit unter Beweis stellen kann, sein weit verbreitetes MLC-NAND in Laufwerke der Marke Toshiba zu integrieren, die die erhöhte Bandbreite des SAS3-Standards nutzen . Die Breite ihres Portfolios bedeutet auch, dass sie für fast alle gängigen SSD-Anwendungsfälle eine Lösung haben.
Die SSD800MM von HGST bleibt die leistungsstärkste SAS3-SSD, die wir in den meisten Tests getestet haben, aber die PX02SS belegt in unserer Analyse dieses aufstrebenden Marktes den entscheidenden zweiten Platz. Durch den Verzicht auf die Hälfte der Kapazitäten des PX02SM erzielt der Toshiba PX02SS im Vergleich zu seinem Schwestermodell der PX-Serie in allen Bereichen deutliche Leistungsverbesserungen. Die PX02SS bietet außerdem eine hohe Schreibausdauer, was auch Kunden ansprechen wird, die eine Hochleistungs-SSD für intensive Umgebungen wie Produktions-OLTP-Datenbanken suchen. Tatsächlich schnitt das PX02SS in unserem Sysbench MySQL OLTP-Benchmark sehr gut ab und setzte sich vor dem HGST SSD800MM durch. Bei unserem gemischten 02K-8/70-Workload sahen wir auch eine starke Leistung des PX30SS bei geringer Warteschlangentiefe, wodurch er bis zu den höheren Thread-/Warteschlangenstufen an der Spitze lag. Die einzige Enttäuschung gab es bei den SQL-Tests, bei denen das Laufwerk in Bezug auf TPS gut abschnitt, aber höhere Latenzen als erwartet aufwies.
Vorteile
- Lange Lebensdauer im Hinblick auf die insgesamt geschriebenen Bytes über die gesamte Lebensdauer
- Durchgängig gute Leistung in allen Benchmarks
- Der 7-mm-Formfaktor bietet mehr Flexibilität bei der Bereitstellung
Nachteile
- Schlechte Latenzergebnisse im SQL Server OLTP-Benchmark
- Begrenzt auf 800 GB Top-End-Kapazität
- Nicht vollständig SAS2-kompatibel in Bezug auf die Power-Disable-Funktion
Fazit
Die PX02SS nutzt Toshibas eMLC-NAND- und PX-Serien-Architektur in einer leistungsorientierten SSD, die den Nutzen des 12-Gbit/s-SAS3-Standards demonstriert und gleichzeitig eine hohe Ausdauer für schreibintensive Anwendungen bietet.
Besprechen Sie diese Rezension
