El Ultrastar SSD400M es el esfuerzo de Hitachi para ofrecer un competidor serio en el floreciente espacio SSD empresarial eMLC. El SSD400M ofrece todo el pedigrí que los compradores empresariales podrían desear, incluido no solo el liderazgo de larga data de Hitachi en la industria del almacenamiento, sino también el de Intel. El SSD400M aprovecha la tecnología de procesador SSD y NAND eMLC de 25 nm de la más alta calidad de Intel, combinada con el firmware diseñado conjuntamente por Hitachi/Intel. El SSD400M resultante lleva el nombre comercial de Hitachi, pero es el resultado de un gran esfuerzo de desarrollo conjunto.
El Ultrastar SSD400M es el esfuerzo de Hitachi para ofrecer un competidor serio en el floreciente espacio SSD empresarial eMLC. El SSD400M ofrece todo el pedigrí que los compradores empresariales podrían desear, incluido no solo el liderazgo de larga data de Hitachi en la industria del almacenamiento, sino también el de Intel. El SSD400M aprovecha la tecnología de procesador SSD y NAND eMLC de 25 nm de la más alta calidad de Intel, combinada con el firmware diseñado conjuntamente por Hitachi/Intel. El SSD400M resultante lleva el nombre comercial de Hitachi, pero es el resultado de un gran esfuerzo de desarrollo conjunto.
Hitachi ofrece el Ultrastar SSD2.5M de 400″ con una interfaz SAS de 6.0 Gb/s y ofrece un rendimiento de hasta 495 MB/s de lectura, 385 MB/s de escritura, 56,000 4 IOPS de lectura 24,000K aleatorias y 4 8,360 IOPS de escritura XNUMXK aleatorias. Sin embargo, en la empresa, no se trata solo de la velocidad con SSD, también hay una mayor medición del costo total de propiedad en juego. Hitachi cita XNUMX IOPS/vatio, para aquellos que tienen en cuenta el consumo de energía en su decisión de compra de almacenamiento.
Sin embargo, el SSD400M no se trata solo de rendimiento, la ingeniería y la calificación de Hitachi conducen a un SSD sumamente confiable, con solo una tasa de falla anualizada del 44 % (2 millones de horas MTBF). Desde una perspectiva de resistencia, la unidad ofrece escrituras de hasta 7.3 PB (capacidad de 400 GB), equivalente a 4 TB de escritores por día durante cinco años y lecturas ilimitadas. Otros aspectos destacados incluyen el estándar T10 Data Integrity Field (DIF), el código de corrección de errores extendido (ECC), la paridad Exclusive-OR (XOR) para proteger contra fallas en la matriz flash, las rutas de datos internas verificadas por paridad sin un caché de escritura externo y un poder función de gestión de datos de pérdida que no requiere supercondensadores.
Hitachi ofrece el SSD400M en capacidades de 200 GB y 400 GB con autocifrado TCG opcional y está respaldado por una garantía de cinco años.
Hitachi Ultrastar SSD400M Especificaciones:
- Capacidades
- 400GB
- HUSML4040ASS600
- Cifrado HUSML4040ASS601 TCG
- 200GB
- HUSML4020ASS600
- Cifrado HUSML4020ASS601 TCG
- 400GB
- Interfaz: puerto doble SAS 6 Gb/s
- Controlador Intel EW29AA31AA1
- Intel Enterprise Multi-level cell (MLC) 25nm NAND x 39 (624GB+ sin procesar, 400GB utilizables)
- Hynix H5PS1G83EFR 1 Gb x 4 DDR2 SDRAM (512 MB)
- Factor de forma: 2.5 pulgadas, altura z de 15 mm
- Rendimiento de transferencia
- Rendimiento de lectura (secuencial 64 K) 495 MB/s máx.
- Rendimiento de escritura (secuencial 64 K) 385 MB/s máx.
- Max Read IOPS (4K aleatorio) 56,000
- Max Write IOPS (4K aleatorio) 24,000
- Resistencia (escritura aleatoria)
- Capacidad de 400 GB 7.3 PB máx.
- Capacidad de 200 GB 3.7 PB máx.
- Tasa de error (no recuperable, lectura de bits): 1 en 1016
- MTBF - 2.0 millones
- Consumo de energía
- Rendimiento inactivo 1.7 W
- Funcionamiento típico de 5.5 W
- Eficiencia de consumo de energía (IOPS/vatio) – 8,360
- Dimensiones (ancho x profundidad, altura mm) – 70.1 x 100.6 x 15
- Peso (máx.): 206 g (400 GB), 221 g (200 GB)
- Temperatura ambiente 0 a 60ºC
- Choque (media onda sinusoidal) 1000G (0.5ms), 500G (2ms)
- Vibración (Random G RMS) – 2.16, todos los ejes, 5 a 700 Hz
Diseño y Desmontaje
La Hitachi Ultrastar SSD400M tiene un cuerpo liso de acero inoxidable, estampado con la forma precisa de una unidad de 2.5 pulgadas con una altura de 15 mm. En la parte superior, la unidad está terminada con una sola etiqueta blanca que ocupa toda la superficie superior y describe la unidad hasta las certificaciones y la revisión del firmware. La parte inferior incluye pegatinas adicionales que reiteran el número de serie y el número de pieza de la unidad. El cuerpo es bastante básico y limpio desde el exterior, con un peso considerable de 205 gramos, gran parte del cual está relacionado con la disipación térmica interna. Teniendo en cuenta los diseños de refrigeración de centros de datos al aire libre (utilizando aire exterior en lugar de aire acondicionado o enfriado) y un impulso general para reducir los costos de energía asociados con la refrigeración, Hitachi le da al Ultrastar SSD400M una temperatura máxima de funcionamiento de 70C/158F.
El perfil lateral de la unidad muestra claramente las dos secciones que componen el cuerpo de la SSD400M. Hitachi utiliza ubicaciones de tornillos estándar de la industria en el lateral y la parte inferior de la SSD para el montaje vertical u horizontal.
La parte frontal de la Ultrastar SSD400M incluye solo el conector SAS de doble enlace de 6.0 Gb/s, sin conexiones adicionales visibles desde el exterior de la unidad.
Al abrir la unidad, se muestran algunas de las funciones de disipación térmica del Ultrastar SSD400M y se explica de dónde proviene parte del peso. Las cubiertas superior e inferior cuentan con almohadillas térmicas gruesas para extraer el calor de los componentes clave de la SSD. La cubierta superior incluye un disipador térmico adicional para aumentar aún más la cantidad de energía que el cuerpo de la carcasa puede absorber de las placas de circuito internas que se calientan durante el uso intensivo. El diseño de la SSD consta de dos partes, con el controlador mirando hacia adentro entre cada placa de circuito. La almohadilla blanca en la sección inferior de la caja está diseñada para alejar el calor de la parte inferior del controlador, con las almohadillas térmicas rosadas dirigidas a las piezas NAND. El cuerpo está hecho lo más plano posible en el exterior, para permitir un mayor contacto de la superficie con las bahías de unidades para arrojar energía térmica a la carcasa del servidor y, finalmente, a través de la refrigeración por aire forzado.
En el corazón de Hitachi Ultrastar SSD400M se encuentra un procesador Intel EW29AA31AA1, que utiliza firmware desarrollado conjuntamente por Hitachi e Intel. Para el caché, el SSD400M usa cuatro piezas de memoria Hynix de 128 MB, lo que le da un total de 512 MB.
Distribuidas en ambas placas de circuito hay 39 piezas de Intel Enterprise MLC NAND. Esto le da un total de más de 624 GB de NAND sin procesar, aunque solo se pueden usar 400 GB. Hitachi usa una mezcla de diferentes tamaños de NAND, aunque no se especifica el uso interno. Lo más probable es que este espacio reservado se utilice para la recolección de elementos no utilizados en segundo plano, la nivelación del desgaste y el manejo de fallas en el troquel de una manera que no ralentice ni deshabilite la unidad durante su vida útil.
Las secciones internas de la placa de circuito incluyen el controlador Intel EW29AA31AA1, NAND adicional, así como la interfaz larga que conecta ambas mitades de la SSD.
A continuación se muestran las dos secciones exteriores de la Hitachi Ultrastar SSD400M. Tenga en cuenta que este diseño de SSD no utiliza ultracondensadores. En su lugar, Hitachi optó por once condensadores orgánicos KEMET basados en tantalio (KO-CAP). Estos condensadores tienen una vida útil más larga y no se expanden ni se degradan tan rápido como otras alternativas. Se encontró una configuración similar tanto en el nivel de consumidor Intel SSD 320 y el nivel empresarial Intel SSD 710.
Estos condensadores dan a la unidad tiempo suficiente para descargar SDRAM a NAND, aunque no se especifica la cantidad real de tiempo de espera.
Puntos de referencia empresariales
Hitachi Ultrastar SSD400M utiliza Intel 25nm eMLC NAND, un controlador Intel EW29AA31AA1 y una interfaz SAS de 6.0 Gb/s; nuestra unidad de revisión es de 400 GB. Los comparables utilizados para esta revisión incluyen los siguientes SSD empresariales probados recientemente: Micron P300 (100GB, Marvell 9174, Micron 34nm SLC NAND, SATA), Toshiba MKx001GRZB (400GB, Marvell 9032, Toshiba 32nm SLC NAND, SAS) y el Samsung SM825 (200GB, Samsung S3C29MAX01-Y330, Samsung 30nm eMLC NAND, SATA). Todos los SSD empresariales se comparan en nuestra plataforma de prueba empresarial basada en un Lenovo Think Server RD240. Todas las cifras de IOMeter se representan como cifras binarias para velocidades de MB/s.
Nuestra primera prueba analiza la velocidad en un entorno de escritura secuencial con grandes transferencias de bloques. Esta prueba en particular utiliza un tamaño de transferencia de 2 MB con IOMeter, con alineación de sector de 4k y mide el rendimiento con una profundidad de cola de 4. En este escenario, Hitachi afirma una velocidad de lectura máxima de 495 MB/s y una velocidad de escritura de 385 MB/s para su Ultrastar de 400 GB. SSD400M.
En nuestra prueba de transferencia secuencial de bloques grandes, la Ultrastar SSD400M tuvo velocidades de lectura de 527 MB/s y velocidades de escritura de estado estable de 385 MB/s. La velocidad de lectura estuvo por encima de las estimaciones de Hitachi, pero la velocidad de escritura fue perfecta. Estos puntos de referencia en línea recta colocan al SSD400M en la parte superior de nuestro gráfico.
Pasando a un perfil de acceso aleatorio, pero aún manteniendo un tamaño de transferencia de bloque grande de 2 MB, comenzamos a ver cómo varía el rendimiento en un entorno multiusuario. Esta prueba mantiene el mismo nivel de profundidad de cola de 4 que usamos en el punto de referencia de transferencia secuencial anterior.
Con el cambio a transferencias aleatorias de bloques grandes, Hitachi Ultrastar SSD400M mantuvo su liderazgo en velocidad de lectura, midiendo 525 MB/s. Sus velocidades de escritura de estado estable se redujeron a 153 MB/s, y siguen liderando el grupo.
Pasando a un tamaño de transferencia de acceso aleatorio aún más pequeño de 4K, nos acercamos al tamaño de paquete que podría encontrarse en un entorno de acceso aleatorio intenso, como una configuración de servidor con varias máquinas virtuales que acceden al mismo arreglo. En la primera prueba, observamos el rendimiento de lectura 4K ampliado y cómo escala desde una profundidad de cola de 1 hasta un máximo de 64.
Al observar nuestro gráfico de rampa aleatoria de 4K, notamos un sólido rendimiento de Ultrastar SSD400M, clasificándose por debajo de Toshiba eSSD con una velocidad máxima de lectura de 4K de 57,261 IOPS con una profundidad de cola de 64.
Nuestra próxima prueba analiza el rendimiento de escritura aleatoria de 4K en una profundidad de cola estática de 32 y los resultados se registran y promedian una vez que las unidades alcanzan el estado estable. Si bien el rendimiento de IOPS es una buena métrica para medir el rendimiento de estado estable, otra área clave de interés es la latencia media y máxima. Cifras de latencia pico más altas pueden significar que ciertas solicitudes pueden respaldarse bajo un acceso continuo intenso.
Hitachi reclamó una velocidad máxima de carga de trabajo de escritura aleatoria de 4K de 24,000 21,525 IOPS, que encontramos en 300 400 IOPS en estado estable en nuestras pruebas. Esta velocidad fue la más alta de nuestro grupo, por encima de la Micron P84 basada en SLC. En estas condiciones, el Ultrastar SSD1.49M midió 34.43 MB/s de media con un tiempo de respuesta medio de XNUMX ms. Sin embargo, el tiempo de respuesta máximo fue probablemente el más impresionante, con solo XNUMX ms.
Nuestra última serie de puntos de referencia sintéticos compara ambas unidades empresariales en una serie de cargas de trabajo mixtas de servidor con una profundidad de cola estática de 32. Al igual que los puntos de referencia sintéticos al comienzo de esta revisión, estas pruebas también se miden en estado estable. Cada una de nuestras pruebas de perfil de servidor tiene una fuerte preferencia por la actividad de lectura, que va desde un 67 % de lectura con nuestro perfil de base de datos hasta un 100 % de lectura en nuestro perfil de servidor web.
El primero es nuestro perfil de base de datos, con una mezcla de carga de trabajo de 67 % de lectura y 33 % de escritura centrada principalmente en tamaños de transferencia de 8K.
El Hitachi Ultrastar SSD400M se estabilizó con una velocidad de transferencia promedio de 15,441 825 IOPS en nuestro perfil de base de datos, junto con el Samsung SMXNUMX con tecnología eMLC. Ambas unidades surgieron bajo las contrapartes SLC; los SSD Toshiba y Micron.
El siguiente perfil analiza un servidor de archivos, con un 80 % de carga de trabajo de lectura y un 20 % de escritura distribuidos en múltiples tamaños de transferencia que van desde 512 bytes hasta 64 KB.
En nuestro seguimiento del servidor de archivos, Hitachi SSD400M se apiló junto al Samsung SM825, ofreciendo una velocidad promedio de 14,488 14,980 IOPS, en comparación con 825 25 del Samsung SMXNUMX. El Hitachi llegó aproximadamente un XNUMX % más lento que el Toshiba SLC SSD.
Nuestro perfil de servidor web es de solo lectura con una variedad de tamaños de transferencia de 512 bytes a 512 KB.
Con su rápida interfaz SAS de 6.0 Gb/s, la Hitachi Ultrastart SSD400M pudo estirar las piernas en nuestro perfil de servidor web y quedó en segundo lugar después de la Toshiba SLC SSD, con una velocidad de 18,593 24,193 IOPS. Esto se compara con 16,584 300 IOPS de Toshiba eSSD, 12,199 825 IOPS de Micron PXNUMX o XNUMX XNUMX IOPS de Samsung SMXNUMX.
El último perfil analiza una estación de trabajo, con una mezcla del 20 % de escritura y del 80 % de lectura mediante transferencias de 8K.
En nuestro perfil de estación de trabajo, Hitachi SSD400M quedó por encima del Samsung SM825, midiendo 18,422 6,443 en comparación con 825 IOPS del SM26,337. En este perfil, Toshiba eSSD midió 300 22,926 IOPS, mientras que Micron PXNUMX promedió XNUMX XNUMX IOPS.
Consumo de energía empresarial
Cuando se trata de elegir unidades para el centro de datos u otro entorno de almacenamiento densamente empaquetado, el rendimiento no es la única métrica en la que las empresas están interesadas cuando buscan SSD o discos duros. El consumo de energía puede ser un gran problema en ciertos casos, por lo que tiene sentido que desee saber cómo funcionaría una unidad bajo una carga de trabajo constante.
En la sección Enterprise Power de esta revisión, observamos cada unidad en las mismas condiciones que usamos para probar las velocidades de lectura y escritura anteriormente. Esto incluye transferencias secuenciales y aleatorias de 2 MB con una profundidad de cola de 4 y pequeñas transferencias aleatorias de lectura y escritura de 4K con una profundidad de cola de 32. Al igual que con nuestras pruebas anteriores, estamos midiendo todas las cifras en un estado estable para que la unidad funcione al máximo condiciones hambrientas de energía.
En todas las condiciones, excepto en el arranque, Hitachi Ultrastar SSD400M usó 5.62 vatios o menos. La actividad con mayor consumo de energía para el SSD400M fue la escritura secuencial QD4 de 2 MB, con un promedio de 5.62 vatios durante la duración de la prueba. El segundo fue la escritura aleatoria 4K QD32, el tercero fue la lectura secuencial QD4 seguida de la lectura constante 4K QD32 en cuarto lugar. Durante la actividad de escritura intensa, Hitachi Ultrastar SSD400M usó justo por debajo de la cantidad de energía que requería el SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB, aunque la energía disminuyó rápidamente a niveles mucho más bajos, casi a la par con Micron P300 o Samsung SM825, bajo condiciones de lectura intensa. cargas
Un gran impulso para un eMLC SSD en un entorno de centro de datos está relacionado con el costo por GB e IOPS/vatio. Calculamos una cifra de 19,484 4 IOPS/vatio en lectura aleatoria pura de 32K a una profundidad de cola de 6,150, cayendo a 4 IOPS/vatio si, en cambio, observa una escritura aleatoria constante de 38,481K. Esto se compara con 10,119 300 IOPS/vatio de lectura o 16,385 3,082 IOPS/vatio de escritura en el SLC Micron P001 o 14,980 2,043 IOPS/vatio de lectura, 825 IOPS/vatio de escritura en el SLC Toshiba MKxXNUMXGRZB, o XNUMX XNUMX IOPS/vatio de lectura, XNUMX IOPS/vatio de escritura el eMLC Samsung SMXNUMX. Realmente se reduce a las necesidades del negocio, encontrar la mejor combinación de potencia y rendimiento (o simplemente rendimiento directo) que se tenga en cuenta al comprar el SSD o el disco duro.
Conclusión
Hitachi Ultrastar SSD400M cuenta con un controlador Intel, Intel NAND y firmware personalizado desarrollado por ingenieros de Hitachi e Intel. El resultado final es impresionante y ofrece un sólido rendimiento en nuestro entorno de pruebas empresariales. Basado en Enterprise MLC o eMLC NAND, el SSD400M ofrece gran parte del rendimiento de un SSD basado en SLC, pero con una inversión de $/GB o $/IOPS mucho mejor. En algunos casos, Hitachi eMLC SSD incluso pudo superar a algunos de sus competidores SLC, como fue el caso en nuestro punto de referencia de estado estable 4K donde midió un máximo de 21,525 IOPS.
El eMLC Ultrastar SSD400M fue capaz de superar a los SSD SLC de Micron y Toshiba en velocidades de escritura cuando observamos los puntos de referencia de carga de trabajo individual. Ofrecía la mayor velocidad de transferencia secuencial y aleatoria de bloques grandes de 385 MB/s y 153 MB/s respectivamente. También ofreció las velocidades de estado estable 4K más altas del grupo con 21,525 84 IOPS o 400 MB/s. En cuanto al rendimiento de carga de trabajo mixta, Hitachi SSD825M ofreció velocidades sólidas en nuestro perfil de servidor web de solo lectura, así como un rendimiento muy sólido en nuestro perfil de estación de trabajo en comparación con el Samsung SMXNUMX.
Incluso con sus sólidos números de carga de trabajo individual, el SSD400M todavía se ubicó por debajo del Toshiba MKx001GRZB y Micron P300 basados en SLC en nuestros perfiles de servidor de archivos y bases de datos y quedó justo debajo del Samsung SM825. Esto significa que en algunas cargas de trabajo de escritura intensiva, un SLC-SSD sigue siendo preferible si el objetivo principal es el rendimiento. Sin embargo, según la importancia del TCO en la decisión de compra, el rendimiento eMLC del SSD400M puede estar lo suficientemente cerca como para merecer consideración.
Al diferenciarse de algunas de las otras unidades empresariales que hemos revisado, Hitachi no tomó la ruta de usar ultracondensadores dentro del SSD400M, sino que optó por los condensadores orgánicos KEMET. Estos condensadores no pueden brindar la misma cantidad de tiempo de espera en caso de una falla de energía, pero su configuración aún permite que la unidad limpie el caché en NAND, por lo que los datos no se pierden en los almacenes de memoria volátil. Estos componentes permiten una temperatura de funcionamiento mucho más alta de 70 °C, en lugar de los 55 °C del Samsung SM825 o el Toshiba MKx001GRZB, que utilizan ultracondensadores. A medida que los centros de datos buscan reducir los costos, poder operar el equipo a una temperatura más alta sin un mayor riesgo de falla permite que los sistemas se enfríen por aire exterior o que los sistemas HVAC se conviertan a temperaturas ambiente más altas para ahorrar en gastos de enfriamiento.
Ventajas
- Excelentes velocidades de escritura secuencial de 2 MB, aleatoria de 2 MB y aleatoria de 4K
- Capaz de funcionar a altas temperaturas de funcionamiento
- Excelentes cifras eMLC SSD IOPS/vatio
Contras
- Las velocidades de escritura caen en escenarios de cargas de trabajo mixtas
Resumen Final
Con el Ultrastar SSD400M, Hitachi básicamente escribe la guía práctica cuando se trata de ejecutar con un socio. La SSD empresarial desarrollada conjuntamente por Hitachi e Intel es una de las mejores unidades eMLC en general del mercado, e incluso supera a la competencia SLC en algunos casos, como el rendimiento de estado estable 4K. Hitachi también diseñó la SSD400M con tolerancias térmicas más altas que otras unidades, lo que las hace amigables con los centros de datos al aire libre y, en general, reduce los gastos de refrigeración, lo que mejora aún más el TCO.
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