El STEC s840 es un SSD SAS de 6 Gb/s dirigido al segmento de mercado empresarial de alto rendimiento. El s840 cuenta con un controlador interno completamente diseñado y desarrollado y una pila de firmware combinada con MLC NAND en un factor de forma de 15 mm y 2.5". Viene en capacidades de 200 GB, 400 GB y 800 GB y ofrece un rendimiento de lectura sostenido de hasta 529 MB/s, escritura rendimiento de 453 MB/s y un máximo de IOPS de lectura de 118,000 1994. Al igual que con la mayoría de los SSD empresariales, STEC es más que un simple rendimiento bruto: STEC tiene una sólida cartera de propiedad intelectual que les brinda ciertas ventajas en el diseño de SSD, junto con una herencia que se remonta a XNUMX.
El pedigrí y la cartera de propiedad intelectual no pueden subestimarse mientras evaluamos las tecnologías flash. Son el diferenciador central en un mercado que tiende a estar lleno de ruido sustancial, imitadores y productos basados en productos básicos. Sin embargo, solo estar presente y sirviendo a los mercados militares y especializados desde 1994 no es lo suficientemente bueno, tiene que haber más. Sin embargo, STEC tiene más, que es el principal impulsor de la propuesta de valor de la empresa y se destaca por el hecho de que diseñan y producen su propio controlador, lo cual es una gran ventaja técnica. Esta ventaja se vuelve más fuerte a medida que los fabricantes recurren a tamaños de NAND de geometría más pequeños, donde es muy importante tener un hardware y firmware de controlador que pueda hacer frente a las imperfecciones de NAND que empeoran con cada cambio de troquel.
El uso de MLC NAND en un SSD empresarial de alto rendimiento no es un concepto extraño, pero hacerlo significa que el proveedor debe ser capaz de comprender y administrar la NAND para lograr la resistencia requerida de la unidad. STEC llama a su tecnología de resistencia Cell Care, que se combina con Advanced Flash Management para cumplir tanto con las afirmaciones de resistencia como con el rendimiento de estado estable constante y predecible durante la vida útil de la SSD. STEC ofrece protección completa de la ruta de datos para garantizar la seguridad de los datos en vuelo, así como PowerSafe, un condensador integrado que evita la pérdida de datos en caso de corte de energía. La implementación de STEC de los capacitores también es única, ya que se encuentran en un módulo que se puede reparar en el campo en caso de que sea necesario reemplazar los capacitores sin abrir la caja. Por último, en la descripción general de la suite tecnológica, STEC ofrece la tecnología SAFE, que es otra función de seguridad diseñada para proteger los datos en caso de falla del troquel.
Todas estas tecnologías y la migración a MLC NAND significan que el cliente obtiene una imagen de TCO bastante atractiva sobre la vida útil proyectada de la unidad. STEC cita cifras de resistencia de 10 escrituras de disco aleatorias completas por día, sin el costo adicional de SLC-NAND que generalmente se requiere para alcanzar esas cifras.
La línea flash STEC se ha reequilibrado un poco últimamente, por lo que vale la pena brindar una descripción general de las ofertas actuales para comprender mejor dónde encajan las unidades. necesidades de aplicaciones y bases de datos con perfiles de uso de cargas de trabajo mixtas pesadas. STEC también ofrece el s840, que es un SSD SATA para empresas de entrada que está diseñado para usos intensivos de lectura en gran medida. Para un mayor avance en el rendimiento, STEC vende un acelerador de aplicaciones PCIe, el s620, diseñado para aplicaciones de E/S alta, bases de datos, almacenamiento en caché y otras funciones. Por último, pero no menos importante, STEC tiene el software de caché SSD EnhanceIO, que es un software de almacenamiento en caché independiente de flash.
Especificaciones del SSD STEC s840
- Capacidades
- 200GB-S840E200M2S
- 400GB-S840E400M2S
- 800GB-S842E800M2S
- Interfaz SAS de dos puertos
- Tamaño del sector: 512b
- NAND MLC de Toshiba
- Controlador STEC 24950-15555-XC1
- Rendimiento
- Rendimiento de lectura sostenido: hasta 529 MB/s
- Rendimiento de escritura sostenido: hasta 453 MB/s
- Max 100% Leer IOPS: Hasta 118,000
- Max 100% Escribir IOPS: Hasta 62,500
- Max 100% IOPS de lectura aleatoria: 93,000 (8K)
- Máximo 100 % de IOPS de escritura aleatoria: 19,500 8 (XNUMX K)
- 70 % aleatorio de lectura/30 % de escritura IOPS: 37,800 8 (XNUMX K)
- Factor de forma: 2.5 pulgadas
- Consumo de energía: 6.87 W 100 % de lectura
- Resistencia: 10 escrituras de disco aleatorias completas por día
- Confiabilidad de los datos: 1 error irrecuperable en 1017 lectura de bits
- Dimensiones: 100.2 mm (largo) x 69.8 mm (ancho) x 15.0 mm (alto)
- Peso: <0.4 kg
- Temperatura de funcionamiento: 0° a 60°C (comercial)
- Garantía: 5 años
Diseño y construcción
El STEC s840 es un SSD de 15 mm con una interfaz SAS y un factor de forma de 2.5". Esta altura z más alta se ve con frecuencia entre los SSD empresariales de alto rendimiento y alta capacidad, con la excepción de algunos que son de 9.5 mm.
La interfaz del STEC s840 es una conexión SAS de dos puertos, que se encuentra comúnmente en los SSD empresariales de gama alta. La ventaja de SAS es que ofrece capacidades integradas de conmutación por error que permiten instalaciones de alta disponibilidad, así como un modo de puerto amplio que mejora el rendimiento en determinadas situaciones. SAS también ofrece una cola de solicitudes de E/S mucho mayor, lo que puede ayudar a reducir la latencia durante las cargas de trabajo intensivas.
La carcasa del STEC s840 es de aleación de metal, con una característica única que no hemos visto en ningún otro SSD. Con el objetivo de hacer que el s840 sea lo más útil posible cuando se instala en el campo, STEC diseñó el respaldo de energía para que se reemplace fácilmente sin quitar la cubierta superior del SSD. Los usuarios quitan un tornillo de la parte inferior de la caja y deslizan el paquete de energía para reemplazarlo. STEC nos dijo que si bien el módulo es fácil de reparar una vez que está en servicio, rara vez encuentran clientes que lo hagan porque STEC lo diseñó de una manera que limita las fallas del módulo de potencia.
Al quitar la cubierta superior del STEC s840, encontramos la parte inferior de la placa de circuito, que muestra la memoria caché DRAM y la unidad de condensador PowerSafe. Este lado de la SSD no incluye ninguna almohadilla térmica, sino que está intercalada entre la placa de circuito y la parte inferior de la caja.
Una de las ventajas significativas del STEC s840 es el controlador. STEC diseñó y codificó el controlador internamente, en lugar de obtenerlo de un tercero. Esto lleva a una mejor integración entre los componentes y le da a STEC ventajas en términos de confiabilidad y soporte, ya que todo el conocimiento del controlador y la pila de software y la propiedad intelectual residen internamente.
La parte superior de la placa de circuito STEC s840 incluye diez piezas Toshiba MLC NAND, el controlador STEC, así como una pieza de Micron DRAM. El modelo de 800 GB utiliza piezas NAND de 64 GB, lo que le otorga una capacidad RAW total de 1 TB y un nivel de sobreaprovisionamiento del 28 %.
La parte inferior de la placa de circuito incluye seis piezas Toshiba MLC NAND, dos piezas adicionales de Micron DRAM y el conector PowerSafe.
Antecedentes de prueba y comparables
Nuestras unidades de revisión STEC s800 de 840 GB utilizan un controlador STEC 24950-15555-XC1 y Toshiba MLC NAND con una interfaz SAS de 6.0 Gb/s. Los comparables se enumeran a continuación e incluyen unidades de rendimiento SAS tradicionales basadas en SLC, así como SMART Optimus, que es una oferta MLC SAS con rendimiento y resistencia similares a SLC.
Comparables para esta revisión:
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 GB, controlador Intel EW29AA31AA1, Intel 25nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- SanDisk Rayo LB 406S (400 GB, controlador flexible PTHEMI2-1VO, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- Óptimo INTELIGENTE (400 GB, controlador de terceros, Toshiba MLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- Toshiba MKx001GRZB (400 GB, controlador Marvell 88SS9032, NAND SLC de 32 nm de Toshiba, SAS de 6.0 Gb/s)
Todas las unidades SSD empresariales se someten a pruebas de rendimiento en nuestra plataforma de pruebas empresariales basada en un Lenovo ThinkServer RD240 . El ThinkServer RD240 está configurado con:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, caché de 12 MB)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 de 64 bits y CentOS 6.2 de 64 bits
- Conjunto de chips Intel 5500+ ICH10R
- Memoria: 8 GB (2 x 4 GB) 1333 Mhz DDR3 RDIMM registrados
- HBA LSI 9211 SAS/SATA de 6.0 Gb/s
Análisis de carga de trabajo sintética empresarial
El rendimiento de flash varía a lo largo de la fase de preacondicionamiento de cada dispositivo de almacenamiento. Nuestro proceso de pruebas comparativas de almacenamiento empresarial comienza con un análisis del rendimiento de la unidad durante una fase exhaustiva de preacondicionamiento. Cada una de las unidades comparables se borra de forma segura utilizando las herramientas del proveedor, se acondicionan previamente en estado estable con la misma carga de trabajo con la que se probará el dispositivo bajo una carga pesada de 16 subprocesos con una cola pendiente de 16 por subproceso, y luego se probará en intervalos establecidos en varios perfiles de profundidad de subprocesos/colas para mostrar el rendimiento con un uso ligero y pesado.
Pruebas de preacondicionamiento y de estado estacionario primario:
- Rendimiento (lectura+escritura de IOPS agregado)
- Latencia promedio (latencia de lectura y escritura promediadas juntas)
- Latencia máxima (máxima latencia de lectura o escritura)
- Desviación estándar de latencia (desviación estándar de lectura+escritura promediada)
Nuestro análisis de carga de trabajo sintético empresarial incluye cuatro perfiles basados en tareas del mundo real. Estos perfiles se han desarrollado para facilitar la comparación con nuestros puntos de referencia anteriores, así como con valores ampliamente publicados, como la velocidad máxima de lectura y escritura de 4K y 8K 70/30, que se usa comúnmente para unidades empresariales. También incluimos dos cargas de trabajo mixtas heredadas, el servidor de archivos tradicional y el servidor web, cada uno de los cuales ofrece una amplia combinación de tamaños de transferencia.
- 4K
- 100 % de lectura o 100 % de escritura
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% lectura, 30% escritura
- 100% 8K
- servidor de archivos
- 80% lectura, 20% escritura
- 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
- Servidor Web
- 100% Leer
- 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k
En nuestra primera prueba, aplicamos un patrón de escritura aleatorio 100% 4K con una carga de 16 subprocesos y 16 colas. En cuanto al rendimiento total, el STEC s840 se ubica en la base del paquete con una velocidad de estado estable promedio de alrededor de 16,000 60 IOPS de escritura, que se alcanzó aproximadamente a los XNUMX minutos de la prueba.
El STEC s840 se estabilizó con una latencia promedio de 14 a 16 ms una vez que alcanzó el estado estable, con uno de los patrones más interesantes de las unidades que probamos.
Incluso con su diseño basado en MLC, el STEC s840 ofreció tiempos de respuesta máximos más bajos que la mayoría de las unidades de esta categoría, manteniéndose por debajo de los 100 ms una vez que alcanzó el estado estable.
Profundizando en las métricas de latencia durante nuestra prueba de escritura aleatoria 4K, la desviación estándar de latencia en el s840 obtuvo una puntuación muy buena hacia la parte superior del paquete.
Después de terminar el segmento de preacondicionamiento de nuestra prueba, medimos muestras más largas del rendimiento de lectura y escritura aleatoria 100% 4K del STEC s840. En el modo de puerto único, medimos un rendimiento máximo de 4K de 86,171 16,572 IOPS de lectura y XNUMX XNUMX IOPS de escritura.
La latencia promedio durante la duración de nuestra prueba de lectura 4K midió 2.97 ms, mientras que la latencia de escritura midió 15.44 ms con una profundidad de cola efectiva de 256.
El STEC s840 tuvo el tiempo de respuesta máximo de lectura 4K más bajo, con 15 ms, con una latencia máxima de escritura de 97.7 ms.
Dado que la latencia constante es clave en los SSD empresariales, el STEC s840 llegó a la mitad del paquete SLC-SSD en la desviación estándar de latencia de lectura y escritura.
En nuestra primera carga de trabajo mixta con un perfil de 8K con una distribución de lectura/escritura del 70/30 %, el STEC s840 ocupó el segundo lugar detrás del SMART Optimus. Después de alcanzar el estado estable alrededor de los 80 minutos, el rendimiento se midió entre 37,000 42,000 y XNUMX XNUMX IOPS.
Con una profundidad de cola efectiva de 256, el STEC s840 mantuvo la latencia promedio bajo control, con tiempos de respuesta de poco menos de 7 ms.
Cambiando a tiempos de respuesta máximos, el STEC s840 basado en MLC mantuvo sus tiempos máximos por debajo de 50 ms una vez que alcanzó el estado estable.
Profundizando en la desviación estándar de la latencia, el STEC s840 ofreció la mejor latencia de su clase con el rendimiento más consistente del grupo en nuestro segmento de preacondicionamiento 8K 70/30.
En comparación con la carga de trabajo máxima fija de 16 subprocesos y 16 colas que realizamos en la prueba de escritura 100 % 4K, nuestros perfiles de carga de trabajo mixtos escalan el rendimiento en una amplia gama de combinaciones de subprocesos/colas. En estas pruebas, abarcamos la intensidad de la carga de trabajo desde 2 subprocesos y 2 colas hasta 16 subprocesos y 16 colas. En la prueba ampliada de 8K 70/30, el STEC s840 mostró un rendimiento increíblemente sólido en la mayor parte de los rangos de carga; solo se supera en las profundidades de cola efectivas más altas. Dado que la mayor parte de la actividad en condiciones empresariales ocurre por debajo de la saturación total, lo más probable es que STEC s840 muestre el mayor rendimiento en un entorno de producción normal con cargas de trabajo de 8K.
El STEC s840 no tiene problemas para ofrecer la latencia promedio más rápida en la mayoría de las pruebas de 8K 70/30, solo superado por SMART Optimus en los niveles de profundidad de cola efectivos más altos.
Al comparar los tiempos de respuesta máximos en la amplia gama de cargas desde una profundidad de cola efectiva de 4 a 256, el STEC s840 ocupa el primer lugar del grupo con los tiempos más bajos. El s840 se mantuvo por debajo de los 50 ms durante toda la prueba, con la mayor parte por debajo de los 40 ms.
La desviación estándar de la latencia en nuestra prueba 8K 70/30 se mantuvo constante en toda la extensión de las profundidades de la cola y solo fue superada por un pequeño margen con respecto al Hitachi SSD400S.B.
La siguiente carga de trabajo es nuestro perfil de servidor de archivos, que cubre una amplia gama de tamaños de transferencia que van desde 512b a 512K. En esta sección, el STEC s840 aún mantiene su lugar en la parte superior del grupo, junto con SMART Optimus y SanDisk Lightning.
Después de alcanzar el estado estable de 100 a 120 minutos en la etapa de preacondicionamiento, el STEC s840 promedió un tiempo de respuesta de 11 a 13 ms durante la parte restante de la prueba.
La comparación de la latencia máxima en la prueba de preacondicionamiento del servidor de archivos se vuelve un poco confusa, ya que cada SSD mide 50 ms entre sí. Sin embargo, si observamos el rendimiento del STEC s840, se presentó con uno de los tiempos de respuesta máximos más bajos en cada intervalo, midiendo poco más de 75 ms. Los mejores en esta categoría midieron alrededor de 60 ms, y los peores alrededor de 150 ms o más.
Al comparar la desviación estándar de la latencia en la fase de preacondicionamiento de nuestra prueba de servidor de archivos, el STEC s840 casi igualó al SMART Optimus, que ocupa el segundo lugar en comparación con el SanDisk Lightning.
Después de completar la fase de preacondicionamiento de nuestra prueba de servidor de archivos, medimos el rendimiento de cada SSD con una carga entre 2T/2Q y 16T/16Q. Similar a la velocidad que notamos en la prueba 8K 70/30, el STEC s840 ofreció el rendimiento más alto en esta clase con las profundidades de cola efectivas más bajas. A medida que la profundidad de la cola alcanzó su punto máximo en cada segmento, fue superado por SanDisk Lightning, pero aún así se ubicó entre los primeros de su clase en rendimiento general.
Cambiando a una mirada a la latencia promedio, el STEC s840 se desempeñó codo a codo con SMART Optimus y SanDisk Lightning.
En cada carga en nuestra prueba de servidor de archivos, el STEC s840 se ubicó en el medio del paquete en el rango de profundidades de cola efectivas, con tiempos de respuesta máximos que se mantuvieron por debajo de los 50 ms para la mayoría de las cargas, aumentando a menos de 100 ms en las profundidades de cola más altas.
Con la gran variedad de tamaños de transferencia, cada SSD trabaja más duro para mantener el rendimiento. En esta prueba, el STEC s840 se desempeñó con los SSD basados en SLC más rápidos y mantuvo una latencia más constante que el SMART Optimus, que también usa MLC NAND en su configuración de alto rendimiento.
Nuestra carga de trabajo de preacondicionamiento final toma la prueba del servidor web de actividad de lectura tradicional del 100 % y la cambia a escritura del 100 % para preacondicionar cada SSD. En este segmento, el SanDisk Lightning LB 406S tuvo un alto rendimiento con los otros comparables, incluido el s840 que llegó con un rendimiento mucho más bajo.
Con una carga de trabajo de preacondicionamiento de escritura del 100 % a una profundidad de cola efectiva de 256, el STEC s840 mantuvo una latencia promedio de alrededor de 40 ms una vez que alcanzó el estado estable.
Durante todo el proceso de preacondicionamiento en nuestra carga de trabajo del servidor web, el STEC s840 mantuvo sus tiempos de respuesta máximos entre 150 y 200 ms, que está en el mismo rango que muchos de los SSD basados en SLC de mayor rendimiento.
Cambiando nuestro enfoque de la latencia máxima a la consistencia general de la latencia, el STEC s840 ofreció la desviación estándar más baja en la prueba de preacondicionamiento del servidor web.
Para el resto de nuestra prueba del servidor web, volvemos a cambiar al 100 % de actividad de lectura (mientras que el preacondicionamiento fue al 100 % de escritura). En esta prueba, el STEC s840 volvió a ofrecer el rendimiento más alto del grupo en los rangos de profundidad de cola efectivos más bajos, y solo fue superado en los niveles más altos.
La latencia promedio en nuestro perfil de servidor web ejecutado en el STEC s840 mostró que ofrecía una pequeña ventaja sobre los SSD empresariales comparables de clase SLC en todos los niveles de profundidad de cola efectivos, excepto en los más altos.
Tiempos de respuesta máximos en la sección de lectura del 100 % de la prueba del servidor web del STEC s840 medidos por debajo de los 50 ms en la carga de trabajo casi máxima. Se desempeñó en la parte superior de su clase, clasificándose codo a codo con el Hitachi SSD400S.B.
Echando un vistazo más de cerca a la latencia en nuestra sección de desviación estándar de la prueba del servidor web, se mostró que el STEC s840 estaba a la cabeza en la mayoría de las áreas, excepto en la profundidad de cola efectiva más alta.
Conclusión
El STEC s840 SSD se dirige firmemente a los mercados empresariales de rendimiento y principales, pero ofrece una mejor propuesta de valor que las principales alternativas SLC NAND. Al aprovechar MLC NAND y poseer su propio controlador, STEC puede impulsar tanto el rendimiento como la resistencia de la unidad, al mismo tiempo que puede ofrecer una propuesta de valor impresionante. STEC también tiene una ventaja de soporte e ingeniería al usar un controlador interno y el paquete general se ve reforzado por una sólida cartera de IP que abarca casi 20 años en el negocio de almacenamiento flash.
Como vimos en nuestros resultados de rendimiento, el s840 funciona muy bien en todos los ámbitos, incluso en comparación con la mayoría de las unidades basadas en SLC. La unidad funcionó especialmente bien en cargas de trabajo mixtas, donde ofreció una ventaja significativa en profundidades de cola efectivas más bajas, donde otras unidades necesitaban más solicitudes pendientes para alcanzar el máximo rendimiento. Incluso aprovechando MLC NAND, STEC pudo dominar los tiempos de respuesta máximos y mantener una excelente desviación estándar de latencia que muchas veces rivalizó con la de sus competidores basados en SLC. Estos puntos fuertes se notaron más en las cargas de trabajo con una gran variedad de tamaños de transferencia; como nuestros perfiles de servidor web y servidor de archivos.
STEC es el segundo fabricante en los últimos meses en ofrecer una unidad basada en MLC que ofrece alto rendimiento y alta resistencia en un espacio repleto de productos basados en SLC. A medida que los compradores empresariales continúan buscando formas de reducir costos, los fabricantes que pueden aprovechar IP extensiva en el espacio SSD para ofrecer productos que continúen impulsando el rendimiento mientras reducen los costos tendrán una ventaja en este mercado.
Ventajas
- Máximo rendimiento en una amplia gama de niveles de subprocesos/colas en muchas de nuestras cargas de trabajo mixtas
- Baja latencia máxima y gran desviación estándar de latencia en todas las cargas de trabajo
- Aprovecha el controlador interno para impulsar el rendimiento y la resistencia similares a SLC de MLC NAND
Desventajas
- No se ofrece en factor de forma de 9.5 mm que maximiza la densidad
Resumen Final
El SSD empresarial STEC s840 6Gb/s SAS ofrece un rendimiento líder en la industria en muchas de nuestras cargas de trabajo en condiciones del mundo real; en niveles de subprocesos y colas por debajo de la saturación total. Incluso con su alto rendimiento de E/S, aún mantiene una latencia máxima excepcionalmente baja a profundidades de cola efectivas altas con una desviación estándar muy baja, lo que demuestra la fortaleza de un SSD basado en SLC incluso con NAND básico.
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