Toshiba PX03SN Enterprise SSD-Test (800 GB)

Das PX03SN ist Toshibas neueste Option für Kunden, die von der sich schnell entwickelnden SSD-Nische für leichte Unternehmen profitieren möchten. Die PX03SN ist eine leseintensive Enterprise-SSD, die 19-nm-MLC-NAND von Toshiba für Aufgaben nutzt, die eine unternehmensweite Leseleistung erfordern, wie z. B. Host-Server-Speicherung und Caching, bei denen die Schreibvorgänge insgesamt weniger betragen würden als die des PX03SN, die für einen vollständigen Laufwerksschreibvorgang pro Tag ausgelegt sind. Der PX03SN ist in Kapazitäten von 200 GB bis 1.6 TB erhältlich und verwendet einen 7-mm-2.5-Zoll-Formfaktor mit einer SAS-12-Gbit/s-Schnittstelle.

Das PX03SN ist Toshibas neueste Option für Kunden, die von der sich schnell entwickelnden SSD-Nische für leichte Unternehmen profitieren möchten. Die PX03SN ist eine leseintensive Enterprise-SSD, die 19-nm-MLC-NAND von Toshiba für Aufgaben nutzt, die eine unternehmensweite Leseleistung erfordern, wie z. B. Host-Server-Speicherung und Caching, bei denen die Schreibvorgänge insgesamt weniger betragen würden als die des PX03SN, die für einen vollständigen Laufwerksschreibvorgang pro Tag ausgelegt sind.

Erstmals angekündigt im Dezember 2013Der PX03SN ist Teil der PX-Serie von Toshiba, die Dual-Port-SAS3-Schnittstellen und Toshibas Quadruple Swing by Code-Fehlerkorrektur nutzt. Wie seine Geschwister der PX-Serie ist auch der PX03SN in Sicherheitsmodellen mit kryptografischer Löschtechnologie erhältlich. Das PX03SN passt in eine wachsende Nische zwischen leistungsstärkeren Enterprise-Laufwerken wie dem Toshiba PX02SS und sogenannten Prosumer- oder Enthusiast-SSDs, die auch ihren Weg in Off-Label-Unternehmensanwendungen mit geringeren Ausdaueranforderungen und kleineren Budgets finden.

Der PX03SN ist mit Kapazitäten von 200 GB bis 1.6 TB erhältlich und verwendet einen 7-mm-2.5-Zoll-Formfaktor mit einer SAS-12-Gbit/s-Schnittstelle und fünf Jahren Garantie. Bei unserem Testmodell handelt es sich um ein einzelnes Laufwerk mit 800 GB Kapazität.

Technische Daten der Toshiba PX03SN SSD

• Kapazitäten (Standardmodell, selbstverschlüsselndes Modell)
• 1600GB (PX03SNB160, PX03SNU020)
• 800 GB (PX03SNF080, PX03SNU040)
• 400GB (PX03SNF040, PX03SNU080)
• 200GB (PX03SNF020, PX03SNQ160)
• NAND: 19 nm MLC
• Schnittstelle: SAS3 Dual-Port 12.0 Gbit/s
• Formfaktor (Höhe): 2.5″ 15.0 mm (1,600 GB), 7.0 mm
• Sektorgröße: 512B, 520B, 528B, 4096B, 4104B, 4160B und 4224B
• Eigenschaften:
  • Sequentielles Lesen 64 KB:
    • 1060 MB/s (1.6 TB)
    • 1100 MB/s (200 GB, 400 GB, 800 GB)
  • Sequentielles Schreiben 64 KB: 380 MB/s
  • Zufälliges Lesen 4 KB: 130,000 IOPS
  • Zufälliges Schreiben 4 KB: 26,000 IOPS
• Stromverbrauch im Bereitschaftsmodus (Leerlauf A):
  • 3.6 W typ. (1.6 TB)
  • 2.7 W typ. (200 GB, 400 GB, 800 GB)
• Stromverbrauchseffizienz:
  • 19,500 IOPS/W (1.6 TB)
  • 24,400 IOPS/W (200 GB, 400 GB, 800 GB)
• MTTF (MPOH): 2,000,000 Stunden
• Produktlebensdauer: 5 Jahre
• Temperatur:
  • Betrieb: 0 bis 55 °C
  • Außer Betrieb: -40 bis 70℃
• Vibration (im Betrieb): 21.27 m/s² (2.17 Gramm) (5 bis 800 Hz)
• Vibration (außer Betrieb): 159.74 m/s² (16.3 Gramm) (20 bis 2000 Hz)
• Schock (im Betrieb): 9,800 m/s² (1,000 G) / 0.5 ms Dauer
• Schock (außer Betrieb): 9,800 m/s² (1,000 G) / 0.5 ms Dauer
• Stromausfallschutz: Ja

Designen und Bauen

Die neuesten Enterprise-SSDs von Toshiba verwenden eine Z-Höhe von 7 mm statt 15 mm, was bis vor Kurzem der vorherrschende SSD-Formfaktor für Unternehmen war. Der PX03SN verwendet für jede Kapazität ein 2.5-Zoll-Gehäuse aus gestanztem 7-mm-Aluminium, mit Ausnahme des 1.6-TB-Modells, das ein 15-mm-Gehäuse verwendet.

Der PX03SN verwendet eine Dual-Port-12-Gbit/s-SAS3-Schnittstelle, die abwärtskompatibel mit 6-Gbit/s-SAS2-Backplanes ist.

Unser 800-GB-Testmodell verwendet einen Marvell TC58NC9036GTC-Co-Branding-Controller und 16 19-nm-MLC-NAND-Chippakete von Toshiba.

Hintergrund und Vergleiche testen

Das StorageReview Enterprise Test Lab bietet eine flexible Architektur für die Durchführung von Benchmarks für Unternehmensspeichergeräte in einer Umgebung, die mit der Umgebung vergleichbar ist, die SAN-Administratoren in realen Bereitstellungen vorfinden. Das Enterprise Test Lab umfasst eine Vielzahl von Servern, Netzwerken, Stromkonditionierungs- und anderen Netzwerkinfrastrukturen, die es unseren Mitarbeitern ermöglichen, reale Bedingungen zu schaffen, um die Leistung während unserer Überprüfungen genau zu messen.

Wir integrieren diese Details zur Laborumgebung und zu den Protokollen in Überprüfungen, damit IT-Experten und diejenigen, die für die Speicherbeschaffung verantwortlich sind, die Bedingungen verstehen können, unter denen wir die folgenden Ergebnisse erzielt haben. Keine unserer Bewertungen wird vom Hersteller der von uns getesteten Geräte bezahlt oder überwacht. Weitere Details zum StorageReview Enterprise Test Lab und einen Überblick über seine Netzwerkfähigkeiten finden Sie auf den jeweiligen Seiten.

Unser Testmodell Toshiba PX03SN 800 GB verwendet einen Marvell TC58NC9036GTC-Co-Branding-Controller und 16 19-nm-MLC-NAND-Chippakete von Toshiba. Vergleichswerte für diesen Testbericht:

• 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)
• Toshiba PX02SS (400 GB, Marvell-Co-Branding-Controller TC58NC9036GTC, Toshiba 24 nm eMLC NAND, 12 Gbit/s SAS)
• Seegate 1200 (400 GB, Marvell-Controller, 21 nm Samsung eMLC NAND, 12 Gbit/s SAS)

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

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. Da wir derzeit nur Zugriff auf ein einziges PX03SN-Laufwerk haben, konnten wir unsere Tests nicht durchführen MarkLogic NoSQL-Datenbankspeicher-Benchmark was vier SSDs erfordert. Die Anwendungsanalyse für den PX03SN beschränkt sich daher auf Percona MySQL OLTP-Leistung über SysBench und Microsoft SQL Server OLTP-Leistung mit einer simulierten TCP-C-Arbeitslast.

Der Percona MySQL-Datenbanktest über SysBench misst die Leistung der OLTP-Aktivität mit einer 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. Für die Zwecke dieses Vergleichs testen wir jedoch jedes Gerät in seinen alten Blockspeichermodi.

Das Toshiba PX03SN 800GB gehört zu den drei Spitzenreitern im MySQL-Benchmark. Trotz der unterschiedlichen Thread-Anzahl behielt der PX03SN eine starke TPS-Leistung bei, die mit dem Toshiba PX03SS und dem Hitachi SSD800M vergleichbar war.

Das Toshiba PX03SN behielt im gesamten MySQL-Protokoll konstant niedrige Latenzen bei, mit Ergebnissen, die es auch bei dieser Kennzahl zu einem der drei besten Vergleichsgeräte machten. Bei 32 Threads betrug die höchste gemessene durchschnittliche Latenz für den PX03SN 15.01 ms.

Das durchschnittliche 99. Perzentildiagramm von Sysbench zeigt die Latenzleistung im ungünstigsten Fall für unsere Vergleichswerte. Nach dieser Messung konnte der PX03SN seinen Platz unter den ersten drei nicht halten, schnitt aber in der Mitte des Feldes ab und endete mit geringeren Latenzen als jeder der von uns getesteten PX03SM mit Kapazität.

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 unter einer Last von 30,000 virtuellen Benutzern.

Das Toshiba PX03SN liegt mit 02 TPS leicht hinter dem PX6,181.6SM und platziert das PX03SN auf dem dritten Platz unter unseren drei 800-GB-Vergleichsgeräten.

Der Unterschied zwischen der Hitachi SSD800MM-Plattform und der Toshiba PX-Serie zeigt sich deutlicher bei den durchschnittlichen Latenzen während des SQL Server-Benchmarks. Der PX03SN weist mit 111 ms die höchste durchschnittliche Latenz der drei auf.

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 PX02SN verwendet zwei Profile, die häufig in Herstellerspezifikationen und Benchmarks verwendet werden.

• 4k
  • 100 % Lesen und 100 % Schreiben
• 8k
  • 70 % Lesen/30 % Schreiben

Innerhalb der ersten 90 Minuten der 4K-Schreibvorkonditionierung schiebt sich das Toshiba PX03SN auf den zweiten Platz hinter dem Hitachi SSD800MH.

Der Toshiba PX03SN erzielt auch während der Vorkonditionierung starke durchschnittliche Latenzergebnisse, die in der Burst-Phase bei etwa 5.20 ms beginnen und sich bei der Annäherung an den stabilen Zustand auf durchschnittliche Latenzen von etwa 5.65 ms einpendeln.

Während der PX03SN seine maximalen 4K-Schreiblatenzwerte nicht so streng verwaltet wie viele seiner Vergleichsgeräte, leidet er nicht unter außergewöhnlichen Latenzspitzen und verbessert die maximalen Latenzwerte des PX03SM ab der dritten Stunde der Vorkonditionierung kontinuierlich.

Standardabweichungsberechnungen erleichtern die Visualisierung der Konsistenz der Ergebnisse der Latenzleistung des PX03SN und festigen seine zweitplatzierte Gesamtleistung bei der Vorkonditionierung von 4K-Schreibvorgängen.

Beim ersten synthetischen 4K-Benchmark konnte sich der Toshiba PX03SN von seinen Geschwistern der PX-Serie abheben und mit 800 IOPS für Lesevorgänge und 117,733 IOPS für Schreibvorgänge den zweiten Platz hinter Hitachis SSD45,507MH erreichen.

Bei den durchschnittlichen Latenzergebnissen für 4K-Workloads liegt das PX03SN weiterhin an zweiter Stelle hinter dem SSD800MH.

Das PX03SN kann nicht mit den engeren 4K-Leselatenztoleranzen des PX03SS oder den Schreiblatenztoleranzen des SSD800MH mithalten, erreicht aber erneut die klare zweitbeste Gesamtleistung unter vergleichbaren SAS3-SSDs, die wir bisher getestet haben.

Die Ergebnisse der Standardabweichung deuten auch darauf hin, dass der Toshiba PX03SN in der Lage ist, die 4K-Übertragungslatenz innerhalb konsistenter Grenzen zu halten.

Unser nächster Workload verwendet 8 Übertragungen mit einem Verhältnis von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen. Nach einer stärkeren Burst-Leistung, die das PX03SN näher an der Hitachi SSD800MH und dem Toshiba PX03SS hielt, pendelte sich das PX03SN in einen stabilen Zustand ein und lag in der Mitte zwischen diesen Spitzenreitern und den leistungsschwächeren Vergleichsgeräten PX03SM und Seagate 1200.

Unser Diagramm der durchschnittlichen Latenzergebnisse während des 8k 70/30-Vorkonditionierungsprozesses ist im Allgemeinen ein Spiegelbild der Durchsatzleistung während der Vorkonditionierung. Der Toshiba PX03SN bricht nach etwa 3 ms aus und pendelt sich nach etwa 5.4 ms in den stabilen Zustand ein.

Die maximalen Latenzergebnisse für das Toshiba PX03SN während der 8k 70/30-Vorkonditionierung schwanken bis zu fast 50 ms, einige der höheren Werte unter unseren Vergleichsgeräten, aber das PX03SN weist außer einer Anomalie zu Beginn des Protokolls keine besonders nennenswerten Latenzspitzen auf mit 1,534.33 ms.

Standardabweichungsberechnungen für die 8k 70/30-Vorkonditionierung platzieren diese maximale Latenzanomalie im Kontext eines ansonsten konsistenten und unauffälligen Latenzprofils während der Annäherung an den stationären Zustand.

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 Warteschlangen mit 16. Das Toshiba PX03SN übertrifft die Vergleichsgeräte PX03SM und Seagate 1200 bei allen Arbeitslasten durchweg, bleibt aber unter dem Durchsatz Leistung des PX02SS und der Hitachi SSD800HM.

Auch bei unseren Messungen der durchschnittlichen Latenz während des 03k 8/70-Benchmarks liegt das Toshiba PX30SN im Mittelfeld.

Die maximalen Latenzwerte während des 8k 70/30-Benchmarks erweisen sich in diesem Benchmark als der schwache Bereich des PX03SN, da es mit dem Seagate 1200 um die höchsten Latenzwerte unter unseren Vergleichsgeräten konkurriert.

Gemessen an der Standardabweichung kämpften das Toshiba PX03SN und das Seagate 1200 bei unserem synthetischen 8k-70/30-Benchmark erneut um den letzten Platz, obwohl keines der beiden Laufwerke bei einer bestimmten Workload-Kombination besonders schlechte Ergebnisse erzielte.

Fazit

Die PX03SN nutzt Toshibas 19-nm-NAND und die langjährige Beziehung des Unternehmens zu Marvell, um eine robuste SSD zu entwickeln, die sowohl für Administratoren attraktiv ist, die auf den SAS3-Standard umsteigen, als auch für diejenigen, die eine leichte Enterprise-SSD suchen und die Verwendung einer SSD vermeiden möchten Prosumer SSD Off-Label. Viele Unternehmenskäufer werden feststellen, dass sich das PX03SN allein aufgrund seiner Schnittstelle besser für leichte Unternehmensaufgaben eignet, während die meisten anderen Laufwerke für leichte Unternehmen SATA verwenden.

Während wir keinen Zugriff auf mehrere Laufwerke haben, um den PX03SN in unseren VMmark- oder NoSQL-Anwendungstests zu vergleichen, erzielte der PX03SN bei den übrigen Anwendungs- und synthetischen Benchmarks sehr respektable Ergebnisse. In unserem Sysbench-MySQL-Test landete es an der Spitze, direkt hinter dem PX02SS. In unserem SQL Server-Benchmark blieb die Leistung hinter dem PX02SN zurück. Bei den synthetischen Tests rangierte das PX03SN bei der zufälligen 4K-Lese- und Schreibleistung im oberen Mittelfeld und bei unserem 8K-70/30-Workload im Mittelfeld.

Wenn das PX03SN preislich konkurrenzfähig ist, hat es Unternehmen viel zu bieten, die leistungsstarken SAS3-Speicher benötigen, aber nicht die längere Schreibausdauer eines Laufwerks wie das Toshiba PX02SS benötigen.

Vorteile

• Konstant starke Leistung bei allen Anwendungs- und synthetischen Benchmarks
• Verfügbar in Kapazitäten bis zu 1.6 TB
• SAS-Schnittstelle auf einem leichten Enterprise-Laufwerk

Nachteile

• Hohe Latenzergebnisse bei SQL Server-Anwendungs-Workloads und 8 synthetischen 70/30-Workloads

Fazit

Das Toshiba PX03SN bietet ein beeindruckendes Preis-Leistungs-Verhältnis und ergänzt die Enterprise-SSDs der PX-Serie von Toshiba als Allzweckspeicher für eine Vielzahl von Anwendungen.

Toshiba PX03SN SSD-Produktseite

Toshiba PX03SN Datenblatt