Test du Samsung XS1715 2.5″ NVMe SSD

by Laboratoire d'entreprise StorageReview on 11 décembre 2015

Entreprise ◇ SSD

Samsung a été le premier à participer à la fête des SSD NVMe 2.5" d'entreprise lorsqu'ils ont annoncé le XS1715 à l'été 2013. C'était également le premier disque SSD à tirer parti du nouveau connecteur SFF-8639. Alors que le disque n'est pas entré en production de masse avant En septembre 2014, le XS1715 a été immédiatement adopté par les OEM de serveurs qui cherchaient à repousser les limites de ce qui était possible en termes de stockage de serveur haute vitesse. Nous avons vu le XS1715 pour la première fois dans le Dell PowerEdge R920, qui fait partie du serveur central 4x CPU de Dell. Dell a pris en charge jusqu'à huit des disques NVMe de ce système et même avec seulement deux XS800 de 1715 Go, nous avons enregistré plus de 1.1 million d'IOPS en lecture 4K et plus de 800,000 8 IOPS en lecture 3,000K ; il est également cité pour offrir des vitesses de lecture séquentielle jusqu'à 500 3 Mo/ s, lui permettant de traiter 1.6 Go de données en moins de minutes 1715. En tant que tel, nous allons jeter un coup d'œil un peu tardivement au SSD XSXNUMX de XNUMX To pour voir comment il résiste avec un peu d'âge, comme le reste du l'industrie se précipite pour secouer Samsung de sa première position de leader sur le marché NVMe d'entreprise.

Depuis lors, plusieurs disques NVMe sont arrivés sur le marché, tels que les disques Memblaze PBlaze4 et Intel SSD DC P3700, auxquels nous comparerons tous les deux le XS1715 dans notre section performances de la revue.

Au cœur du XS1715 se trouve le contrôleur PMC 89HF16P04CG3, un contrôleur PCIe Flash haute performance optimisé pour les charges de travail d'entreprise. Ce contrôleur est également doté d'une architecture programmable, permettant aux développeurs de SSD de différencier leurs produits grâce à la personnalisation du firmware. Samsung a su tirer parti de cette fonctionnalité. Équipé d'une protection complète du chemin de données et d'une protection contre les pertes de puissance grâce à ses condensateurs au tantale, le XS1715 affiche un taux d'erreur binaire non corrigible (UBER) de 1 sur 1017¹⁷. Le XS1715 présente également un MTBF impressionnant de deux millions d'heures. Le SSD NVMe XS1715 est disponible en capacités de 400 Go, 800 Go et 1.6 To ; c'est la capacité de 1715 Go que nous testerons. De plus, le disque Samsung fait partie de la liste des intégrateurs NVMe (IL), ce qui signifie que le XS1715 est un disque facile à gérer et une solution très fiable pour les clients des centres de données et des serveurs/stockage.

Le SSD XS1715 est livré avec une garantie de cinq ans et bénéficie de la garantie DWPD de 5 ans.

Spécifications Samsung XS1715

Facteur de forme 2.5 pouces : (SFF-8639)
Capacité (Go) : 400 Go, 800 Go, 1.6 To
Interface hôte : PCIe Gen 3.0 (x4) — NVMe
Dimensions physiques : 100 x 70 x 15 mm
Poids: 210g
MTBF: heures 2,000,000
Taux d'erreurs sur les bits non corrigibles (UBER) : 1 sur 1017
Consommation d'énergie (actif/inactif) : 25/8 W
Performance soutenue
- Latence de lecture : 90 μs
- Latence d'écriture : 25 μs
- Lectures aléatoires 4K : jusqu'à 750,000 XNUMX IOPS
- Écritures aléatoires 4K : jusqu'à 115,000 XNUMX IOPS
- 128 3,000 lectures séquentielles : jusqu'à XNUMX XNUMX Mo/s
- Écritures séquentielles 128K : jusqu'à 1,400 XNUMX Mo/s
WPD aléatoire Endurance 4K :
- 400 Go : 7 WPD
- 800 Go/1.6 To : 5.6 WPD

Concevoir et construire

Disponible dans un facteur de forme de 2.5" via une hauteur z de 15 mm, le XS1715 s'interface avec le bus PCIe à l'aide du connecteur SFF-8639. Bien que cela ressemble à un connecteur SAS typique, ce n'est pas le cas. L'aspect et la convivialité du XS1715 sont en ligne avec le reste du portefeuille SSD de Samsung, arborant un design minimaliste noir mat avec juste la marque et le type de lecteur de l'entreprise.

Les profils latéraux des disques ont 4 trous pour un montage facile à l'intérieur d'un poste de travail ou d'un serveur. À l'intérieur du lecteur, il y a une construction à double circuit imprimé ainsi qu'un grand tampon thermique pour aider les composants à dissiper la chaleur sous charge.

Contexte des tests et comparables

Le laboratoire de test StorageReview Enterprise offre une architecture flexible permettant d'évaluer les performances des périphériques de stockage d'entreprise dans un environnement comparable à celui rencontré par les administrateurs lors de déploiements réels. Ce laboratoire intègre divers serveurs, équipements réseau, systèmes de contrôle de l'alimentation et autres infrastructures réseau, permettant ainsi à notre équipe de recréer des conditions d'utilisation réelles et d'évaluer précisément les performances lors de nos tests.

Nous intégrons ces détails concernant l'environnement et les protocoles de laboratoire dans nos évaluations afin que les professionnels de l'informatique et les responsables de l'acquisition de solutions de stockage comprennent les conditions dans lesquelles nous avons obtenu les résultats suivants. Nos évaluations sont totalement indépendantes des fabricants des équipements testés et ne font l'objet d'aucun financement ni d'aucun contrôle de leur part. Vous trouverez des informations complémentaires sur le laboratoire de test StorageReview Enterprise et une présentation de ses capacités réseau sur les pages dédiées.

Nous avons testé le Samsung XS2.5 1715" à l'intérieur du système Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T 4x NVMe, tout en le comparant aux SSD NVMe :

SSD Intel DC P2.5 3700"
Disque SSD Memblaze PBlaze2.5 de 4 pouces

Analyse de la charge de travail des applications

Pour comprendre les performances des périphériques de stockage d'entreprise, il est essentiel de modéliser l'infrastructure et les charges de travail applicatives rencontrées en production. Nos premiers tests de performance pour le Samsung XS1715 portent donc sur MySQL OLTP via SysBench et sur Microsoft SQL Server OLTP avec une charge de travail TCP-C simulée. Chaque disque exécutera 2 à 4 machines virtuelles (VM) configurées de manière identique.

Le protocole de test OLTP de StorageReview pour Microsoft SQL Server utilise la version préliminaire actuelle du benchmark TPC-C (Transaction Processing Performance Council's Benchmark C), un benchmark de traitement transactionnel en ligne qui simule les activités rencontrées dans des environnements applicatifs complexes. Le benchmark TPC-C est plus représentatif que les benchmarks de performance synthétiques des performances réelles, permettant d'évaluer avec précision les points forts et les goulots d'étranglement de l'infrastructure de stockage dans les environnements de bases de données. Chaque instance de notre machine virtuelle SQL Server utilisée pour ce test dispose d'une base de données SQL Server de 333 Go (échelle de 1 500) et mesure les performances transactionnelles et la latence sous une charge de 15 000 utilisateurs virtuels.

En regardant la sortie SQL Server, le lecteur Intel avait le débit agrégé le plus élevé avec 3,157.341 3,157.469 TPS et le débit le plus élevé d'une VM individuelle avec 1715 0.1, bien que le XSXNUMX ait une VM individuelle qui se trouvait à moins de XNUMX en TPS de la VM Intel.

Les résultats de latence moyenne au cours de la référence SQL Server de 15 7 utilisateurs ont placé le disque Samsung en tête du peloton, tous ayant une latence de 7 ms, soit également une moyenne de 3700 ms. Les résultats étaient identiques avec le SSD Intel P7.5 tandis que le lecteur Memblaze avait un agrégat légèrement supérieur avec XNUMX ms.

La prochaine référence d'application consiste en une base de données Percona MySQL OLTP mesurée via SysBench. Ce test mesure le TPS moyen (Transactions par seconde), la latence moyenne, ainsi que la latence moyenne au 99e centile. Percona et MariaDB utilisent les API d'application compatibles Flash Fusion-io dans les versions les plus récentes de leurs bases de données, bien que pour les besoins de cette comparaison, nous testions chaque appareil dans leurs modes de stockage de blocs "hérités".

Dans le benchmark moyen des transactions par seconde, le XS1715 s'est placé bien en dessous du haut du peloton, enregistrant une performance de 3,463.6 5,779.7 TPS. Le lecteur Intel a montré les meilleures performances, avec un total de XNUMX XNUMX TPS.

Les résultats de latence moyenne montrent généralement le même placement des disques avec Samsung en bas une fois de plus avec des machines virtuelles individuelles fonctionnant entre 37.27 ms et 36.58 ms et une latence moyenne de 36.96 ms. Les disques Intel étaient à nouveau au sommet, avec 21.80 ms. Intel a également obtenu le meilleur score global à 22.15 ms.

En ce qui concerne notre pire scénario de latence MySQL (latence au 99e centile), le Samsung XS1715 s'est placé au bas du classement avec une marge notable, avec des machines virtuelles fonctionnant entre 71.97 ms et 73.36 ms et un score moyen de 73.03 ms.

Analyse synthétique de la charge de travail d'entreprise

Les performances des disques flash varient en fonction de leur capacité de charge. Par conséquent, il est nécessaire de préconditionner le stockage flash avant chaque test de performance synthétique de fio afin de garantir la précision des résultats. Chaque disque comparable est préconditionné en régime permanent avec une charge importante de 16 threads et une file d'attente de 16 requêtes par thread.

Tests de préconditionnement et d'état stable primaire :

Débit (agrégat IOPS lecture + écriture)
Latence moyenne (latence de lecture + écriture moyennée ensemble)
Latence maximale (latence maximale de lecture ou d'écriture)
Écart-type de latence (écart-type de lecture + écriture moyenné ensemble)

Une fois le préconditionnement terminé, chaque périphérique est ensuite testé à intervalles réguliers sur plusieurs profils de profondeur de thread/file d'attente pour afficher les performances en cas d'utilisation légère et intensive. Notre analyse synthétique de la charge de travail pour le Samsung XS1715 utilise deux profils, qui sont largement utilisés dans les spécifications et les références des fabricants. Il est important de prendre en considération le fait que les charges de travail synthétiques ne représenteront jamais à 100 % l'activité observée dans les charges de travail de production et, à certains égards, décrivent de manière inexacte un lecteur dans des scénarios qui ne se produiraient pas dans le monde réel.

4k
- 100 % de lecture et 100 % d'écriture
8k
- 70 % de lecture/30 % d'écriture

Dans notre test de préconditionnement d'écriture 4k de débit, l'Intel P3700 était le plus performant, commençant à environ 400,000 170,000 IOPS avant d'atteindre un état stable juste en dessous de 1715 113,000 IOPS. Bien que le Samsung XSXNUMX ait montré des résultats en rafale juste derrière le lecteur Intel, il est tombé à la dernière place (derrière le Memblaze beaucoup plus cohérent) à sa place d'environ XNUMX XNUMX IOPS.

En latence moyenne, les disques Samsung et Intel ont démarré autour de 0.6 ms tout en augmentant après 20 minutes. Le lecteur Intel est resté le plus stable pour le reste du test, prenant la première place ; cependant, le Memblaze était le lecteur le plus cohérent en termes de latence.

Les résultats étaient relativement les mêmes en ce qui concerne la latence maximale, car le Memblaze restait le lecteur le plus cohérent. Le Samsung XS1715 a montré une excellente latence au début du test, bien qu'il ait rapidement diminué et se termine par un état stable d'environ 2.2 ms.

Les calculs d'écart type sont conçus pour faciliter la visualisation de la cohérence des résultats de performance de latence SSD. Ici, le lecteur Samsung a commencé fort, bien qu'il ait fallu un pic important de latence autour de la marque de 22 minutes et finissant par osciller autour de la marque de 3.0 ms à la fin.

Lors du premier benchmark synthétique 4k, le Samsung XS1715 s'est placé au bas de notre débit avec 420,544 114,444 IOPS en lecture et 717,172 172,672 IOPS en écriture. Le Memblaze était de loin le plus performant dans la colonne de lecture avec un impressionnant XNUMX XNUMX IOPS tandis que le lecteur Intel a montré les meilleures performances d'écriture avec XNUMX XNUMX IOPS.

Les résultats ont été reflétés avec une latence moyenne, car le lecteur Samsung a affiché 0.61 ms en lecture et 2.23 ms en écriture, ce qui s'est classé dernier (mais pas beaucoup).

En latence maximale, le Samsung XS1715 affichait la latence maximale la plus faible en lecture avec seulement 5.8 ms. Le meilleur disque avec une latence d'écriture maximale était l'Intel P3700, qui a enregistré 33.1 ms.

En écart type, le Samsung XS1715 a de nouveau affiché la latence de lecture la plus élevée avec 0.08 ms (avec 2.994 ms en écriture). Le meilleur lecteur en termes de cohérence de latence d'écriture était le lecteur Intel avec 1.377 ms.

Notre prochaine charge de travail utilise des transferts de 8 70 avec un ratio de 30 % d'opérations de lecture et de 120,000 % d'opérations d'écriture. Encore une fois, nous commencerons par les résultats du préconditionnement avant de passer aux tests principaux. En débit, le disque Samsung a montré une série de pics au début du test, à la traîne des disques Intel et Memblaze dans son intégralité, pour se retrouver avec environ XNUMX XNUMX IOPS.

La latence moyenne a donné des résultats similaires, le lecteur Samsung affichant divers pics lors de la première partie du test. À la fin, il a atteint un état stable autour de 2.0 ms.

En ce qui concerne la latence maximale, le lecteur le plus cohérent était de loin le lecteur Intel, affichant un état quelque peu stable tout au long. Le lecteur Samsung a enregistré des pics mineurs pendant le test ; cependant, le SSD Memblaze avait une latence très incohérente, affichant d'énormes pics pendant toute la durée du benchmark.

L'écart type a montré une latence instable pendant la première heure du test pour le lecteur Samsung et s'est retrouvé avec environ 1.4 ms à la fin de la référence, ce qui le plaçait légèrement mieux que le Memblaze. L'Intel P3700 a montré les meilleurs résultats, car il n'a culminé qu'à plusieurs reprises au-dessus de 1.2 ms.

Après avoir entièrement préconditionné le disque Samsung, nous l'avons soumis à notre test principal 8k 70/30. En débit, le disque Samsung a suivi les disques Intel et Memblaze tout au long du test jusqu'à la fin, commençant à environ 23,700 128,000 IOPS et se terminant avec environ XNUMX XNUMX IOPS.

La latence moyenne racontait une histoire similaire, même si les résultats des disques Intel et Memblaze étaient beaucoup plus proches. Le lecteur Samsung a démarré à environ 0.2 ms avec près de 2.0 ms en 16T/16Q. Les deux autres lecteurs sont un peu meilleurs que le Samsung, les deux se retrouvant avec une latence de 1.6 ms dans le terminal.

L'examen de la latence maximale a montré que le Samsung XS1715 avait les résultats les plus cohérents avec le moins de latence augmentée ; cependant, l'Intel P3700 a obtenu les meilleurs résultats globaux, car il n'a dépassé la barre des 20 ms qu'à quelques reprises.

L'écart type a montré des résultats similaires à ceux de la latence moyenne, bien que le Samsung XS1715 ait devancé le lecteur Memblaze aux profondeurs de la file d'attente du terminal. Le lecteur Intel a obtenu les meilleurs résultats globaux avec une plage de 0.2 ms à 1.15 ms.

Conclusion

Lancé il y a environ un an, le Samsung XS1715 est présenté comme l'un des premiers SSD NVMe du marché, capable d'offrir des performances inédites pour le stockage serveur haute vitesse. Ce n'est guère surprenant, Samsung étant depuis longtemps un acteur majeur du secteur des SSD, tant pour le grand public que pour les entreprises. Bien que nous ayons déjà brièvement abordé ce SSD Samsung lors de notre test du Dell PowerEdge R920, nous avons souhaité comparer le modèle 1.6 To aux SSD NVMe plus récents un an après sa sortie. Disponible en capacités de 400 Go, 800 Go et 1.6 To, le Samsung XS1715 bénéficie d'une protection complète du chemin de données et contre les pertes de courant grâce à ses condensateurs au tantale intégrés. Il affiche un taux de panne UBER de 10⁻¹⁷ ^et un MTBF de deux millions d'heures.

L'examen des performances nous a certainement montré que le Samsung XS1715 avait un peu de mal à suivre les nouveaux disques NVMe, les SSD Memblaze PBlaze4 3.2 To et Intel P3700 2 To, dans bon nombre de nos charges de travail testées. Dans notre test SQL Server, le lecteur Samsung a suivi le lecteur Intel de moins de 0.1 TPS pour la première place tout en affichant une vitesse moyenne de 3,157 1715. De plus, la latence moyenne du Samsung XS7.0 au cours de la même période a montré 7.0 ms (ainsi qu'une moyenne de 3,463.6 ms), le plaçant tout en haut du classement. Dans nos tests Sysbench, nous avons vu le TPS atteindre 36.96 99, une latence moyenne de 73.03 ms et un résultat global dans le pire des cas (1715e centile) de 4 ms, qui étaient tous les derniers parmi les comparables. Lors de nos benchmarks synthétiques, le Samsung XS420,544 nous a donné un débit de 114,444k de 1.61 2.23 IOPS en lecture et 5.8 0.08 IOPS en écriture, une latence moyenne de 8 ms en lecture et 70 ms en écriture, et des performances de latence maximale/écart type de 30 ms en lecture et XNUMX ms en lecture. . Les choses ont un peu ralenti dans notre charge de travail XNUMXk XNUMX/XNUMX, car le disque Samsung s'est classé principalement en bas du peloton.

Avantages