Lorsque SMART Storage Systems (maintenant SanDisk) a annoncé le SSD Optimus SAS il y a des mois, leur fierté dans la conception, la construction et la fabrication était claire, un peu comme un fier parent défilant son premier-né. Du point de vue de SMART, la clé est de pouvoir mieux comprendre la NAND pour tirer parti de l'endurance de niveau entreprise de la NAND MLC de qualité grand public. L'Optimus va cependant plus loin, en appuyant sur les compétences d'ingénierie de SMART en tirant parti d'un micrologiciel personnalisé construit au-dessus d'un contrôleur personnalisé, leur donnant encore plus de contrôle sur le SSD en tant que système. Les résultats sont impressionnants pour un SSD d'entreprise grand public : une endurance de 10 écritures complètes sur des disques aléatoires par jour pendant cinq ans, ainsi qu'un débit de lecture/écriture soutenu pouvant atteindre 500 Mo/s. Cependant, les spécifications seules ne racontent pas toute l'histoire d'Optimus. Dans l'introduction de cette revue, nous avons déjà appelé l'Optimus un SSD d'entreprise grand public, qui est largement basé sur le profil NAND. Cela peut être une erreur cependant. Bien que l'Optimus puisse présenter une endurance de type SLC avec MLC NAND, il est également capable de présenter des performances de type SLC, avec MLC NAND. Dans certains cas, il surpasse même les lecteurs SLC, que nous aborderons plus en détail ci-dessous.
Lorsque SMART Storage Systems (maintenant SanDisk) a annoncé le SSD Optimus SAS il y a des mois, leur fierté dans la conception, la construction et la fabrication était claire, un peu comme un fier parent défilant son premier-né. Du point de vue de SMART, la clé est de pouvoir mieux comprendre la NAND pour tirer parti de l'endurance de niveau entreprise de la NAND MLC de qualité grand public. L'Optimus va cependant plus loin, en appuyant sur les compétences d'ingénierie de SMART en tirant parti d'un micrologiciel personnalisé construit au-dessus d'un contrôleur personnalisé, leur donnant encore plus de contrôle sur le SSD en tant que système. Les résultats sont impressionnants pour un SSD d'entreprise grand public : une endurance de 10 écritures complètes sur des disques aléatoires par jour pendant cinq ans, ainsi qu'un débit de lecture/écriture soutenu pouvant atteindre 500 Mo/s. Cependant, les spécifications seules ne racontent pas toute l'histoire d'Optimus. Dans l'introduction de cette revue, nous avons déjà appelé l'Optimus un SSD d'entreprise grand public, qui est largement basé sur le profil NAND. Cela peut être une erreur cependant. Bien que l'Optimus puisse présenter une endurance de type SLC avec MLC NAND, il est également capable de présenter des performances de type SLC, avec MLC NAND. Dans certains cas, il surpasse même les lecteurs SLC, que nous aborderons plus en détail ci-dessous.
L'Optimus complète les autres offres d'entreprise de SMART conçues autour du contrôleur SandForce. SMART maintient la double ligne de produits pour faire appel aux différents besoins de charge de travail et budgets de l'acheteur d'entreprise. La famille Optimus est certainement leur produit phare, avec une variété d'offres en fonction du besoin d'endurance du cas d'utilisation. L'Optimus propose un surapprovisionnement standard de 28 % (OP) et 10 écritures sur disque par jour (DWPD), où le déplacement en amont de l'Optimus Ultra offre 71 % d'OP et 25 DWPD et l'Optimus Ultra + apporte 156 % d'OP et prend en charge 50 DWPD, le tout avec standard MLC NAND.
L'OP joue un grand rôle dans l'endurance, mais ce n'est pas la seule astuce que SMART apporte à la table. SMART a développé une série de technologies qui, lorsqu'elles sont couplées, répondent aux besoins d'endurance d'Optimus, mais également aux performances et à la protection des données. D'une manière générale, ceux-ci relèvent de l'égide de Guardian Technology, qui comprend FlashGuard, DataGuard et EverGuard. Collectivement, la technologie Guardian fournit non seulement les algorithmes et la méthodologie de gestion de l'endurance et du flash, mais elle inclut également une protection complète du chemin de données et une protection contre les pannes de courant. L'Optimus offre également des fonctionnalités exigées par les entreprises telles que le cryptage AES 256 bits, la conformité d'entreprise TGC, la prise en charge T-10 DIF et une garantie de cinq ans. L'Optimus est disponible en 200 Go, 400 Go et 800 Go dans le format SAS standard de 9.5 mm 2.5 pouces. Un Optimus de 1.6 To est également disponible dans une hauteur de lecteur de 15 mm.
Spécifications des systèmes de stockage SMART Optimus SAS
- Capacités
- 200 Go – TXA2D20200GA6001
- 400 Go – TXA2D20400GA6001
- 800 Go – TXA2D20800GA6001
- 1.6 To – TXA2D21600GA6001
- Lecture/écriture soutenue : 500/500 Mo/s
- Port large de 1 Go/s en lecture continue
- Lecture/écriture aléatoire 100K/50K IOPS
- Interface SAS 6 Gb/s
- Ports d'interface double/large
- Tailles de secteur : 512, 520, 528 octets
- Fiabilité des données 1 erreur irrécupérable sur 1017 bits lus
- Endurance : 10 écritures complètes sur lecteur aléatoire/jour
- Récupération en cas de panne de courant : circuits d'alimentation de secours
- Protection du chemin des données : DataGuard, T-10 DIF
- Garantie 5 ans
- Conformité TCG Enterprise
- Cryptage AES 256 bits
- Puissance : active (typique) 7 W
- Choc : 1000 g demi-sinus, 0.5 msec, 3 chocs le long de chaque axe, X, Y, Z, dans chaque direction
- Vibration : 2.17 g rms, 7-800 Hz
- Température de fonctionnement : 0° C à 70° C (interne)
- Température de stockage : -40 °C à 90 °C
- Humidité : 5 % à 95 %, sans condensation, humidité relative
- Altitude : 5486.4 18,000 m [XNUMX XNUMX pi]
- Longueur 100.20 mm x Largeur 69.85 mm x Hauteur 9.50 mm (1.6 To 15 mm)
Concevoir et construire
Le SMART Storage Systems Optimus est un SSD 9.5 mm destiné aux entreprises avec une interface SAS. Contrairement à la plupart de ses concurrents, à l'exception du P300 qui mesure également 9.5 mm, l'Optimus suit ce facteur de forme plus petit au lieu de la plus grande hauteur Z de 15 mm (à l'exception de l'Optimus 1.6 To qui mesure 15 mm) que l'on trouve couramment parmi les lecteurs flash ou à broche d'entreprise. Cela lui donne le meilleur pied en avant, car de nombreuses plates-formes d'entreprise commencent à se concentrer sur les facteurs de forme traditionnels des disques durs de 2.5 pouces, vers des conceptions orientées SSD plus minces.
Le boîtier autour de l'Optimus est en alliage usiné CNC qui s'adapte parfaitement à tous les systèmes dans lesquels nous l'avons monté. L'usinage CNC lui donne également un avantage en ce qui concerne la structure interne, car SMART peut concevoir le boîtier pour qu'il s'adapte parfaitement aux composants du circuit imprimé. agir comme un conducteur thermique massif. L'ensemble du SSD a une bonne quantité de substance dans son poids, sans être aussi lourd que certains de ses frères de hauteur Z de 15 mm.
Une vue de face de l'Optimus montre que son interface SAS, qui est compatible à double port, est conçue pour une connectivité de 6.0 Gb/s. Aucune broche de service ou connecteur supplémentaire n'est visible de l'avant ; bien que l'arrière ait une ouverture qui n'est pas utilisée dans l'échantillon qui nous a été donné.
L'ouverture de l'Optimus est assez simple pour la plupart des SSD d'entreprise. Il vous suffit de retirer quatre vis cruciformes de taille standard et de séparer les couvercles supérieur et inférieur. À l'intérieur, nous trouvons un couvercle supérieur et inférieur soigneusement usiné, qui aide à évacuer la chaleur des composants importants tels que la NAND, les régulateurs de puissance, les condensateurs et le contrôleur.
Au cœur du SSD Optimus des systèmes de stockage SMART se trouve un contrôleur personnalisé exécutant un micrologiciel SMART optimisé associé à la technologie Guardian de SMART. Cette combinaison est ce qui fait sortir l'endurance 10DWPD du MLC Toshiba NAND grand public. Notre SSD brut de 512 Go et 400 Go utilisables comprenait Toshiba MLC Toggle NAND (TH58TEG8D2HBA8C) que nous avons repéré pour la dernière fois dans notre examen du Corsair Performance Pro orienté consommateur. Cette NAND est ensuite mise en cache avec Micron RAM.
Contexte des tests et comparables
Nos systèmes de stockage SMART Optimus de 400 Go utilisent un contrôleur personnalisé et Toshiba MLC NAND avec une interface SAS 6.0Gb/s. Les comparables sont répertoriés ci-dessous et incluent exclusivement des variateurs basés sur SLC. Comme cela devient évident ci-dessous, l'inclusion de disques SSD d'entreprise MLC ou eMLC similaires aurait bouleversé l'échelle de nos graphiques et ne rendrait pas justice à Optimus, car il est plus pertinent de montrer que ses performances par rapport aux disques SLC sont plus pertinentes.
Comparables pour cet avis :
- Micron RealSSD P300 (100 Go, contrôleur Micron 88SS9174, Micron 34nm SLC NAND, 6.0Gb/s SATA)
- SanDisk Lightning LB406S (400 Go, contrôleur Pliant PTHEMI2-1VO, Micron 34nm SLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 Go, contrôleur Intel EW29AA31AA1, NAND SLC Intel 25 nm, SAS 6.0 Go/s)
- Toshiba MKx001GRZB (400 Go, contrôleur Marvell 88SS9032, Toshiba 32nm SLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
Tous les SSD d'entreprise sont évalués sur notre plate-forme de test d'entreprise basée sur un Lenovo Think Server RD240. Le ThinkServer RD240 est configuré avec :
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, cache de 12 Mo)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 bits et CentOS 6.2 64 bits
- Jeu de puces Intel 5500+ ICH10R
- Mémoire – 8 Go (2 x 4 Go) 1333 Mhz DDR3 enregistrés RDIMM
- HBA LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/s
Analyse synthétique de la charge de travail d'entreprise
Les performances Flash varient tout au long de la phase de préconditionnement de chaque périphérique de stockage. Notre processus de référence de stockage d'entreprise commence par une analyse des performances du disque au cours d'une phase de préconditionnement approfondie. Chacun des disques comparables est effacé de manière sécurisée à l'aide des outils du fournisseur, préconditionné en état stable avec la même charge de travail avec laquelle l'appareil sera testé sous une charge lourde de 16 threads avec une file d'attente exceptionnelle de 16 par thread, puis testé à des intervalles définis. dans plusieurs profils de profondeur de thread/file d'attente pour afficher les performances en cas d'utilisation légère et intensive.
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)
Notre analyse de charge de travail synthétique d'entreprise comprend quatre profils basés sur des tâches réelles. Ces profils ont été développés pour faciliter la comparaison avec nos références passées ainsi qu'avec des valeurs largement publiées telles que la vitesse de lecture et d'écriture maximale de 4K et 8K 70/30, qui est couramment utilisée pour les disques d'entreprise. Nous avons également inclus deux charges de travail mixtes héritées, le serveur de fichiers traditionnel et le serveur Web, chacune offrant un large éventail de tailles de transfert.
- 4K
- 100 % de lecture ou 100 % d'écriture
- 100% 4K
- 8K70/30
- 70 % de lecture, 30 % d'écriture
- 100% 8K
- Serveur de fichiers
- 80 % de lecture, 20 % d'écriture
- 10 % 512b, 5 % 1k, 5 % 2k, 60 % 4k, 2 % 8k, 4 % 16k, 4 % 32k, 10 % 64k
- webserver
- 100 % lu
- 22 % 512b, 15 % 1k, 8 % 2k, 23 % 4k, 15 % 8k, 2 % 16k, 6 % 32k, 7 % 64k, 1 % 128k, 1 % 512k
En commençant par notre première charge de travail de préconditionnement avec une activité aléatoire 100% 4K, le SMART Optimus démarre avec un taux de rafale plus lent, similaire au Toshiba eSSD, mais comme les autres disques tombent rapidement, l'Optimus prend une avance considérable sur ses concurrents SLC.
En nous concentrant sur la latence dans notre phase de préconditionnement à pleine saturation, l'Optimus a de loin les temps de réponse les plus rapides sur la durée de notre charge de travail 100K 4% aléatoire.
Alors que nous nous concentrons sur la latence maximale dans la charge de travail de préconditionnement 4K, le SMART Optimus maintient les réponses maximales les plus basses, ce qui est tout à fait unique par rapport aux autres produits MLC ou même eMLC.
Une autre vue de la réactivité dans le temps de notre test de préconditionnement 4K montre que l'Optimus a maintenu des temps de réponse très constants sur toute la durée du test… le plus bas de tout le groupe.
Une fois le processus de préconditionnement terminé, le SMART Optimus est arrivé avec le débit aléatoire moyen 100% 4K le plus élevé en lecture et en écriture. Il a mesuré 92,698 4 IOPS en lecture aléatoire 34,778K et 4 XNUMX IOPS en écriture aléatoire XNUMXK, bien au-dessus de la plupart des disques des deux catégories.
Avec ses performances de débit incroyablement rapides, le SMART Optimus offrait également la latence moyenne la plus faible.
En comparant les temps de réponse de pointe sur notre test 100K 4% aléatoire, le SMART Optimus a eu les meilleurs temps de réponse de pointe du groupe.
En comparant l'écart type de lecture et d'écriture aléatoire 4K, l'Optimus était très cohérent et était en tête du peloton de SSD SLC d'entreprise.
Lors de notre première charge de travail mixte utilisant un profil 8K avec une répartition de 70 % en lecture et 30 % en écriture, le SMART Optimus a de nouveau mené le peloton en termes de débit ; cette fois offrant également les vitesses de rafale les plus élevées.
La latence moyenne de notre charge de travail 8K 70/30 a montré que le SMART Optimus était dans un état quasi stable autour de la marque des deux heures, ainsi que la meilleure réactivité.
Semblable à la latence de pointe que nous avons mesurée dans notre charge de travail 100 % 4K, le SMART Optimus a de nouveau offert certains des temps de réponse de pointe les plus bas, égalés uniquement par le Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
En plongeant plus profondément dans l'écart type de latence, le SMART Optimus a offert la latence la plus constante sur la durée de notre test de préconditionnement 8K 70/30.
Alors que la charge de travail 100 % 4K n'examinait les performances que dans une charge 16T/16Q, nos charges de travail mixtes montrent comment les performances évoluent sur une plage de 2T/2Q à 16T/16Q. Le SSD d'entreprise SMART Storage Systems Optimus, nouveau sur le marché, offrait les performances de pointe les plus élevées que nous ayons vues à ce jour par rapport à tout autre disque dans l'espace SATA/SAS MLC, eMLC ou SLC.
En nous concentrant sur la latence moyenne, l'Optimus offrait de loin les meilleurs temps de réponse, à l'exception des charges inférieures 2T/2Q et 2T/4Q où les Hitachi SSD400S.B et Toshiba eSSD offraient de meilleures performances hors ligne.
En comparant les temps de réponse de pointe sur le spectre de charge de travail 8K 70/30, le SMART Optimus offrait les nombres de latence maximale les plus bas, le Hitachi SSD400S.B se rapprochant le plus.
En nous concentrant sur l'écart type de latence, le SMART Optimus a perdu une partie de son avantage au profit du Hitachi SSD400S.B, bien qu'il soit toujours arrivé en deuxième position.
La charge de travail suivante que nous examinons est notre profil de serveur de fichiers, qui couvre une large gamme de tailles de transfert allant de 512b à 512K. Dans cette section, l'Optimus se glisse pour la première fois à la deuxième place sous le SanDisk Lightning LB 406S.
En comparant la latence moyenne de la charge de travail de notre serveur de fichiers, les performances de l'Optimus commencent à se stabiliser un peu après 2 heures, par rapport au SanDisk Lightning qui a atteint un état stable environ 20 minutes après le début de notre processus de préconditionnement.
Alors que le SanDisk Lightning LB 406S offrait le débit le plus rapide et la latence moyenne la plus faible, l'Optimus était en mesure d'offrir une latence de pointe légèrement inférieure sur la durée du processus de préconditionnement.
En comparant l'écart type de latence dans la charge de travail de notre serveur de fichiers, alors que le SMART Optimus a pu avoir des pics de latence légèrement inférieurs, sa cohérence est arrivée en deuxième position par rapport au SanDisk LB 406S (et étroitement égalé par l'Ultrastar SSD400S.B) qui offrait le meilleur de le groupe.
Alors que notre phase de préconditionnement examinait la charge de travail du serveur de fichiers avec une charge statique de 16T/16Q, le segment principal de ce test varie entre 2T/2Q et 16T/16Q pour montrer comment chaque SSD d'entreprise fonctionne avec une charge de saturation minimale à maximale. Le SanDisk Lightning LB 406S offrait les meilleures performances dans cette catégorie à l'exception de la charge 2T/2Q, avec le SSD SMART Optimus à ses trousses.
En comparant les temps de réponse moyens, le SanDisk LB 406S et le SMART Optimus se sont démarqués du lot avec des temps de réponse très faibles, montrant le plus de résistance avec des conditions de charge plus lourdes.
La comparaison de la latence maximale dans différents segments de charge de notre test de serveur de fichiers a montré que le SMART Optimus et l'Hitachi Ultrastar SSD400S.B présentaient les pics de latence les plus faibles.
En examinant de près la latence sur la durée de chaque test dans nos mesures d'écart type, le SMART Optimus s'est glissé en troisième, après le SanDisk Lightning LB 406S et le Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Notre charge de travail de préconditionnement finale prend le test de serveur Web d'activité de lecture traditionnelle à 100 % et le fait passer à 100 % d'écriture pour préconditionner chaque SSD. Dans ce segment, le SanDisk Lightning LB 406S avait un débit élevé avec les autres comparables, y compris l'Optimus avec des performances bien inférieures. Le seul sujet de préoccupation qui a fait son apparition dans ce segment était une forte baisse des performances plus de trois heures après le début du test, où les performances ont fortement chuté avant de se rétablir.
En passant à une latence moyenne dans notre test de préconditionnement de serveur Web à 100 % en écriture, le SMART Optimus est arrivé deuxième derrière le SanDisk Lightning, bien qu'à mi-chemin du test, il ait montré un énorme problème de latence.
En comparant les temps de réponse maximum, le SMART Optimus s'est plutôt bien comporté pendant la durée de la phase de préconditionnement, mesurant moins de 250 ms pendant la majeure partie du test. Le seul pic massif qu'il a eu a cependant mesuré 54,689 XNUMX ms lorsqu'il a gelé à une étape de notre test.
L'écart type de latence était excellent, à l'exception du pic, pour l'Optimus dans notre test de préconditionnement du serveur Web.
Pour le reste de notre test de serveur Web, nous revenons à une activité de lecture à 100 % (alors que le préconditionnement était à 100 % en écriture). Dans ce test, à l'exception des charges 2T/2Q et 2T/4Q les plus faibles, le SSD SMART Optimus offrait le débit le plus élevé, suivi du Toshiba MKx001GRZB.
Les temps de réponse moyens du SMART Optimus étaient excellents dans le segment de lecture à 100 % de notre profil de serveur Web, où il dominait le groupe SLC SSD.
Alors que les temps de réponse de pointe dans l'étape de préconditionnement du profil de serveur Web auraient pu être meilleurs pour le SMART Optimus, il a tourné une nouvelle page dans le segment de lecture à 100 % où il est arrivé deuxième derrière le Hitachi SSD400S.B avec les pics de latence les plus faibles.
Avec une activité de lecture à 100 % ayant un impact très faible pour les disques basés sur SLC que nous avons testés, à l'exception du Micron RealSSD P300 basé sur SATA dans des charges plus élevées que QD32, chaque disque de ce groupe a montré un écart type exceptionnellement cohérent. Au cours du test, le Toshiba eSSD avait un léger avantage sur l'Optimus, mais pas beaucoup.
Pour aller plus loin
Le SMART Storage Systems Optimus est tout à fait le début d'une entreprise qui s'est jusqu'à présent fait un nom avec des SSD pilotés par SandForce qui peuvent parfois être lavés du point de vue des performances dans un marché de plus en plus concurrentiel. Pour réussir, les fournisseurs de SSD doivent se différencier avec une adresse IP ou une ingénierie unique, ce qui est exactement ce que SMART a fait ici. Bien qu'ils ne possèdent pas de fabrique NAND, ils ont réussi à créer leur propre micrologiciel autour d'un contrôleur personnalisé et de méthodes propriétaires pour gérer et adresser la NAND qui leur permettent d'obtenir une endurance et des performances exceptionnelles avec l'Optimus.
Pour être juste envers les SSD comparables intuitifs basés sur MLC et eMLC, nous avons ajusté les compositions pour que cette revue soit uniquement SLC. Et pour cause, l'Optimus surpasse à peu près tous les disques SATA ou SAS que nous avons eus en laboratoire à ce jour. Divulgation complète, certains des disques SLC que nous avons comparés sont sur le marché depuis des années, mais cela ne change rien au fait qu'ils sont la principale offre d'entreprise des grandes entreprises qui sont malmenées par l'Optimus. L'Optimus se démarque dans nos benchmarks, occupant les premières places dans nos charges de travail 4K, 8K 70/30 et Web Server. Dans des domaines tels que la charge de travail 8K 70/30, les performances sont nettement supérieures à celles des modèles SLC concurrents, notamment une meilleure latence moyenne et maximale.
L'Optimus n'est cependant pas sans défauts, où nous avons constaté un pic de latence assez important lors de l'une de nos exécutions de préconditionnement où le lecteur s'est arrêté pendant près de 55 secondes. Cette activité n'a été répétée dans aucun autre test et n'a pas non plus affecté l'activité finale de lecture à 100 % qui a suivi l'étape de préconditionnement. Pour une telle nouvelle offre sur le marché en tant que première à vraiment pousser le consommateur MLC NAND à des niveaux de performance et d'endurance qui rivalisent avec la concurrence SLC, ce n'était pas une énorme surprise de voir un ou deux défauts de performance. Nous nous attendons à ce que la plupart de ces problèmes restants soient résolus dans les futures révisions du micrologiciel, ou même qu'ils n'apparaissent pas dans la plupart des installations qui ne sollicitent pas les disques autant que nous.
Avantages
- Pile de micrologiciels/logiciels très performante qui pousse un lecteur MLC au-delà des concurrents SLC
- Extrêmement rapide, leader des offres d'entreprise de premier plan dans presque toutes les catégories
- Excellente conception qui offre d'excellentes performances thermiques dans un format compact de 9.5 mm
Inconvénients
- Grande pause de latence trouvée dans notre test de préconditionnement du serveur Web
Conclusion
Le système de stockage SMART Storage Systems Optimus offre une endurance de 10 écritures complètes sur disque par jour pendant sa durée de vie garantie de cinq ans. Une endurance solide d'un lecteur basé sur MLC, mais ce qui est encore plus impressionnant, c'est la performance SLC qu'offre Optimus, occupant les premières places dans plus de la moitié de nos benchmarks.
