Recensione Seagate Enterprise Turbo SSHD

Seagate Enterprise Turbo SSHD è un disco rigido SAS da 2.5" a 15K abbinato a 32 GB di flash eMLC che si concentra su prestazioni e capacità eccezionali in rapporto al rapporto qualità/prezzo. Con un aumento delle prestazioni stimato del 300% rispetto a un disco rigido da 15,000 RPM, Enterprise Turbo SSHD è specializzato in ambienti transazionali business-critical (OLTP, VDI, SAP HANA), pur essendo notevolmente più conveniente rispetto a una soluzione SSD paragonabile. I vantaggi di un connubio tra HDD e SSD sono evidenti con Enterprise Turbo SSHD: le prestazioni e gli aumenti di velocità che ci si aspetterebbe da un SSD, con un prezzo e una capacità di un HDD. 

Seagate Enterprise Turbo SSHD è un disco rigido SAS da 2.5" a 15K abbinato a 32 GB di flash eMLC che si concentra su prestazioni e capacità eccezionali in rapporto al rapporto qualità/prezzo. Con un aumento delle prestazioni stimato del 300% rispetto a un disco rigido da 15,000 RPM, Enterprise Turbo SSHD è specializzato in ambienti transazionali business-critical (OLTP, VDI, SAP HANA), pur essendo notevolmente più conveniente rispetto a una soluzione SSD paragonabile. I vantaggi di un connubio tra HDD e SSD sono evidenti con Enterprise Turbo SSHD: le prestazioni e gli aumenti di velocità che ci si aspetterebbe da un SSD, con un prezzo e una capacità di un HDD. 

La vera motivazione dietro l'aumento delle prestazioni di Seagate Enterprise Turbo SSHD è la memorizzazione nella cache NAND. Con 32 GB di cache di lettura eMLC, Enterprise Turbo è in grado di conservare i dati "caldi" nella NAND per una consegna più rapida che sarebbe altrimenti possibile dai piatti. Seagate intende inoltre risolvere i colli di bottiglia delle prestazioni eseguendo la memorizzazione nella cache a livello di I/O, mentre il suo algoritmo AMT garantisce che i dati importanti vengano identificati in modo intelligente e corretto per la memorizzazione nella cache. Ulteriori 8 MB di cache di scrittura supportata da NVC (cache non volatile) contribuiscono a migliorare ulteriormente le prestazioni e sono protetti da perdite di potenza impreviste. In caso di tale perdita di potenza, l'azionamento utilizza l'energia del motore del mandrino per eliminare le scritture in sospeso nella memoria NV. Seagate assicura che l'usura della NAND in questo caso sarà trascurabile, poiché l'interruzione dell'alimentazione in un contesto aziendale è altamente rara.

Per integrare Seagate Enterprise Turbo nell'infrastruttura esistente è sufficiente installare le unità; non sono richiesti driver, software o configurazioni aggiuntivi. La facilità di implementazione è accompagnata anche da una serie impressionante di funzionalità di sicurezza. Le unità Turbo sono disponibili senza crittografia, con crittografia o con FIPS. Le unità sono inoltre abbinate a una garanzia di cinque anni. 

Seagate ha chiaramente il controllo sulla tecnologia per le unità ibride o unità ibride a stato solido come preferisce Seagate. Comprendere come questi si inseriscono nel mercato dello storage aziendale in generale è importante per comprendere la proposta di valore complessiva di Turbo. Seagate vende già dischi rigidi standard da 10K e 15K. Questo mercato, tuttavia, è sotto pesante attacco da parte degli SSD, soprattutto nel caso dei dischi rigidi da 15K, dove gli SSD possono offrire enormi miglioramenti in termini di prestazioni, costi operativi e capacità. In effetti, i fornitori di array di grandi dimensioni stanno prendendo di mira specificamente il livello dei mandrini ad alta velocità, sostituendo tali unità con unità flash e ottenendo gli stessi livelli di prestazioni per tutti i vantaggi appena elencati. Dell Compellent è forse uno dei più espliciti in questo campo, ma altri stanno seguendo l'esempio. 

Tuttavia, ciò non significa che il livello di dischi rigidi da 10/15 verrà immediatamente eliminato, poiché ci sono ancora molte ragioni per mantenerli in produzione. Nella stragrande maggioranza dei casi di utilizzo aziendale, queste unità forniscono prestazioni sufficienti, con un prezzo per GB favorevole rispetto alla memoria flash e non ci sono dubbi sulla resistenza dell'unità. Il valore aggiunto per 10K rimane un po' più forte date le innovazioni in termini di prestazioni e densità lì, il Riavvio 10K.7 ad esempio, ha superato la generazione precedente del 33% in termini di capacità e fornisce un'ottima combinazione di throughput e latenza in una capacità di 1.2 TB. Tuttavia, le argomentazioni a favore dei 15 diventano un po’ più difficili da sostenere, data la capacità limitata, il sovrapprezzo e i minori investimenti nell’innovazione su tali piattaforme in tutto il settore. 

C'è però ancora un'altra considerazione da fare quando si pensa alla posizione della memoria flash e degli HDD nel data center e si tratta delle soluzioni di memorizzazione nella cache. Oltre ai fornitori di array che offrono una soluzione di tiering o caching integrata, esiste apparentemente una fornitura infinita di soluzioni di caching lato server in host o distribuite che sfruttano qualche forma di software e flash davanti a un array tradizionale basato su piatto. Il problema qui, però, è che quasi tutte queste soluzioni sono di sola cache di lettura e quelle che eseguono la cache di scrittura lo fanno in modi che possono essere a dir poco non convenzionali. È inoltre necessario gestire le licenze, l'installazione di software/hardware e l'infusione di flash in un modo o nell'altro all'interno di ogni nodo/server di elaborazione. 

Questa panoramica delle considerazioni sullo storage ad alte prestazioni aiuta a inquadrare la collocazione di Enterprise Turbo nel mercato dello storage. Turbo utilizza una piattaforma nota, l'unità 15K da 600 GB di Seagate, e collega la NAND eMLC ottimizzata per la resistenza per fornire una soluzione integrata per la memorizzazione nella cache di lettura. Il pezzo integrato è fondamentale, basta inserire le unità in qualsiasi sistema che le supporti e quel sistema ora offre prestazioni molto maggiori. Per chiunque ci segue su Twitter, sai dai nostri primi sguardi che questo significa guadagni più di 2X in alcuni casi. È piuttosto impressionante considerando un'allocazione NAND così piccola. Naturalmente questa è solo un'anteprima, di seguito seguono risultati dettagliati e confronti con i tradizionali dischi rigidi da 10K di Seagate.

Il Turbo viene fornito con capacità da 300 GB, 450 GB e 600 GB. Le nostre unità di prova comprendono sedici dei 600GB di capacità. I campioni OEM di Enterprise Turbo sono già disponibili e la produzione in volumi inizierà a metà del 2014.

Specifiche Enterprise Turbo SSHD

• Capacità
  • 600 GB (ST600MX0004)
  • 450 GB (ST450MX0004)
  • 300 GB (ST300MX0004)
• Fattore di forma: 2.5", 15 mm
• Interfaccia: SAS 6Gb/s
• Crittografia: nessuna, crittografia standard o FIPS
• Cache SSD: cache di lettura eMLC da 32 GB, 8 MB di cache di scrittura supportata da NVC
• Buffer: 128 MB di DRAM
• Giri/min: 15,000K
• IOPS: fino a 900
• MTBF/AFR: 2 milioni, 44%
• Garanzia: anni 5

Progetta e costruisci

A prima vista il Seagate Turbo SSHD assomiglia a qualsiasi altro disco rigido aziendale standard. Ovviamente ha molto altro da offrire, con i 32 GB di cache NAND nascosti sul PCB. Il Turbo segue il tradizionale fattore di forma da 2.5" e 15 mm di altezza z, rendendolo compatibile con qualsiasi sistema progettato per utilizzare HDD aziendali.

All'interno di Seagate Turbo SSHD, il controller primario è un chipset Marvell con visibile il grande pacchetto NAND eMLC Samsung da 32 GB.

Test di background e comparabili

Comparabili HDD SAS Enterprise per questa recensione:

• HGST Ultrastar C10K900 900 GB
• Seagate Savvio 10K.6 900 GB
• Seagate Savvio 10K.7 1.2 TB
• Toshiba MBF2600RC 600 GB
• Toshiba MK01GRRB 147 GB

Tutti gli HDD aziendali vengono confrontati sulla stessa piattaforma di test per ciascun test.

Per i nostri test FIO sintetici, utilizziamo il nostro ThinkServer RD240 configurato con:

• 2 Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, cache da 12 MB)
• Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 a 64 bit e CentOS 6.2 a 64 bit
• Chipset Intel 5500+ ICH10R
• Memoria: RDIMM registrati DDR8 da 2 GB (4 x 1333 GB) a 3 MHz
• HBA LSI 9211 SAS/SATA da 6.0 Gb/s

Ciascun test applicativo ha un ambiente unico dettagliato su ciascuno pagina di riferimento. Per i casi in cui vengono testate 16 unità, an iXsystems Titan 316J JBOD è stato aggiunto all'ambiente e collegato al relativo cluster tramite cavo SAS esterno.

Analisi delle prestazioni dell'applicazione

Nel mercato aziendale, esiste un'enorme differenza tra il modo in cui i prodotti dichiarano di funzionare sulla carta e il modo in cui funzionano in un ambiente di produzione dal vivo. Comprendiamo l'importanza di valutare lo storage come componente di sistemi più grandi, soprattutto quanto sia reattivo lo storage quando interagisce con le principali applicazioni aziendali. A tal fine, abbiamo implementato test applicativi incluso il nostro proprietario Benchmark di archiviazione del database MarkLogic NoSQL, Prestazioni MySQL tramite SysBench, Prestazioni di SQL Server tramite Benchmark Factory così come Prestazioni di virtualizzazione VMmark di VMware.

Nell'ambiente del database MarkLogic NoSQL, testiamo soluzioni di archiviazione veloci con una capacità utilizzabile maggiore o uguale a 700 GB. Il nostro database NoSQL richiede circa 650 GB di spazio libero con cui lavorare, equamente suddivisi tra quattro nodi del database. Nel nostro ambiente di test utilizziamo un host SCST e presentiamo ciascun dispositivo in JBOD, con un dispositivo o partizione allocata per nodo del database. Il test si ripete su 24 intervalli, richiedendo tra le 36 e le 48 ore totali per le unità di questa categoria. Misurando le latenze interne rilevate dal software MarkLogic, registriamo sia la latenza media totale, sia la latenza dell'intervallo per ciascuna unità.

Confrontando la latenza media complessiva tra il Seagate Turbo SSHD in RAID10 e due tradizionali HDD SAS da 10K e 15K, il Turbo è stato in grado di offrire un enorme incremento delle prestazioni. Se un acquirente scegliesse di utilizzare un'unità SAS tradizionale da 15K in questo particolare scenario, la latenza aumenterebbe del 64%; se si mantenessero con SAS da 10K, la latenza sarebbe più alta del 148%. Guardando il nostro classifiche generali per tutti i dispositivi testati nel nostro benchmark MarkLogic NoSQL, il Seagate Turbo SSHD batte anche alcuni concorrenti solo SSD.

Osservando la visualizzazione dettagliata della latenza del Seagate Turbo SSHD nel nostro benchmark NoSQL, le unità ibride sono state in grado di mantenere uno spread stretto e coerente anche se il test è durato più di due giorni.

Passando a un tradizionale disco SAS da 15K in RAID10, la visualizzazione della latenza è aumentata sostanzialmente in ogni intervallo del test.

Con le tradizionali unità SAS da 10K in RAID10, il quadro generale della latenza peggiora ulteriormente man mano che i tempi diventano più che raddoppiati.

Il nostro prossimo test applicativo consiste in Test del database Percona MySQL tramite SysBench, che misura le prestazioni dell'attività OLTP. In questa configurazione di test, utilizziamo un gruppo di Lenovo ThinkServer RD630s e caricare un ambiente database su una singola unità SATA, SAS o PCIe o su un gruppo di HDD utilizzando una scheda RAID LSI 9286-8e. Questo test misura il TPS medio (transazioni al secondo), la latenza media e la latenza media del 99° percentile su un intervallo compreso tra 2 e 32 thread. Percona e MariaDB utilizzano le API dell'applicazione Fusion-io flash-aware nelle versioni più recenti dei loro database, anche se ai fini di questo confronto testiamo ciascun dispositivo nelle modalità di archiviazione a blocchi "legacy".

Con un database funzionante di circa 260 GB, abbiamo esaminato le prestazioni sia in RAID10 che in RAID00 utilizzando Seagate Turbo SSHD. Anche se non consiglieremmo mai RAID00 per un ambiente di produzione, il suo utilizzo è stato scelto per mostrare quali potrebbero essere le prestazioni RAID10 con un gruppo di dischi più grande di 32 unità. Con 32 GB di eMLC per disco, abbiamo ottenuto circa 256 GB utilizzabili nella nostra configurazione RAID10 e 512 GB utilizzabili nella nostra configurazione RAID00. Rispetto al Seagate Savvio 10K.7 1.2TB 10K SAS HDD, il Seagate Turbo SSHD è stato in grado di offrire un throughput significativamente più elevato, con un picco di 1,267TPS in RAID00 o 959TPS in RAID10, rispetto al SAS da 10K che ha raggiunto i 401TPS.

Misurando la latenza media nel nostro test Sysbench MySQL, Seagate Turbo SSHD è passato da 17.36 ms a 2 thread a 33.35 ms in RAID10, mentre RAID00 è passato da 13.19 ms a 25.25 ms.

Confrontando la latenza del 99° percentile durante il test TPC-C Sysbench, Seagate Turbo SSHD è riuscito a mantenere le cose molto più tranquille rispetto al tradizionale array SAS da 10K.

Il nostro prossimo test del database copre le prestazioni nell'ambiente SQL Server di Microsoft che sfrutta un database SQL Server da 685 GB (scala 3,000) e misura le prestazioni transazionali e la latenza con un carico di 30,000 VU. Includiamo anche i risultati di un database SQL Server più piccolo da 333 GB (scala 1,500) per adattare meglio la cache al carico di lavoro.

Osservando le prestazioni transazionali di ciascuna configurazione di unità, la progressione prestazionale tra il Savvio 10k.7 e il Turbo SSHD è solo del 14% più alta, anche se come vedremo più avanti guardando alla latenza tale differenza è molto maggiore.

Confrontando la latenza media tra ciascuna configurazione di archiviazione, Seagate Turbo SSHD in RAID10 ha offerto un modesto aumento del TPS come visto sopra, sebbene il calo della latenza sia stato molto più drammatico. La latenza media è scesa del 37% rispetto all'unità SAS da 10K e, se ci si concentra sulla configurazione RAID00, la latenza è scesa di uno sbalorditivo 88%.

Passando a una dimensione del database più piccola che si adatta meglio alla quantità di cache NAND nella nostra configurazione RAID10 del Turbo SSHD, vediamo la differenza TPS tra Turbo RAID00 e RAID10 e Savvio 10K.7 RAID10 non è così enorme, anche se ancora una volta la maggior parte dei la differenza dietro le quinte riguarda l'aspetto della latenza.

Confrontando la latenza media nel nostro benchmark SQL Server TPC-C con un carico di 15,000 VU, Seagate Turbo SSHD ha offerto un miglioramento del 17% rispetto al pool di archiviazione RAID10 7K.10 o dell'80% se configurato in RAID00.

Il nostro protocollo VMmark utilizza una serie di test secondari basati su carichi di lavoro di virtualizzazione comuni e attività amministrative con risultati misurati utilizzando un'unità basata su riquadri che corrisponde alla capacità del sistema di eseguire una varietà di carichi di lavoro virtuali come la clonazione e la distribuzione di VM, bilanciamento automatico del carico delle VM in un data center, migrazione in tempo reale delle VM (vMotion) e riposizionamento dinamico del datastore (storage vMotion).

Per entrambi i benchmark VMmark, confronteremo le prestazioni del Seagate Turbo SSHD con l'HDD Seagate Savvio 10K.7 da 1.2 TB, entrambi configurati in un pool di archiviazione RAID10 e presentati come archiviazione di rete tramite un host di archiviazione Windows Server 2012 R2. Per la scheda RAID, abbiamo sfruttato la nuova Serie 8 8160ZQ di Adaptec, installata nel nostro Lenovo ThinkServer RD630.

Confrontando le prestazioni normalizzate del VMmark 2.5.1, i Seagate Turbo SSHD sono stati in grado di estendersi fino a un carico di 4-tiles, mentre i Seagate Savvio 10K.7 hanno raggiunto il massimo di 2-tiles. Per i carichi eseguiti da entrambi, i Turbo avevano un vantaggio in termini di prestazioni grazie a una latenza QoS più ridotta durante le corse.

Analisi sintetica del carico di lavoro aziendale

Le prestazioni flash e memorizzate nella cache variano durante la fase di precondizionamento di ciascun dispositivo di storage. Il nostro processo di benchmarking dello storage aziendale inizia con un'analisi delle prestazioni dell'unità durante un'accurata fase di precondizionamento. Ciascuna delle unità comparabili viene precondizionata allo stato stazionario con lo stesso carico di lavoro con cui il dispositivo verrà testato con un carico pesante di 16 thread con una coda in sospeso di 16 per thread, quindi testato a intervalli prestabiliti in più profili di profondità thread/coda per mostrare le prestazioni in condizioni di utilizzo leggero e intenso.

Prove di precondizionamento e di stato stazionario primario:

• Throughput (aggregato IOPS di lettura+scrittura)
• Latenza media (latenza di lettura+scrittura mediata insieme)
• Latenza massima (latenza di picco in lettura o scrittura)
• Deviazione standard della latenza (deviazione standard di lettura e scrittura mediata insieme)

La nostra analisi sintetica del carico di lavoro aziendale condensata include un profilo progettato per mostrare i picchi di I/O casuali da ciascun dispositivo. Questo profilo è progettato per essere utilizzato come base di riferimento paragonabile alle dichiarazioni incrociate del produttore relative alle velocità di trasferimento casuali.

• 4k
  • 100% di lettura o 100% di scrittura
  • 100% 4k

Nel nostro test di lettura e scrittura casuale 100K al 4%, misurando le prestazioni sull'intero spettro LBA del Seagate Turbo SSHD (mostrando le velocità di base di 15K) abbiamo misurato 593 IOPS in lettura e 457 IOPS in scrittura. Questo rispetto ai 442 IOPS in lettura e ai 363 IOPS in scrittura del fratello con maggiore capacità e mandrino più lento, il Savvio 10K.7.

Con la velocità di rotazione più elevata del gruppo, Seagate Turbo SSHD ha offerto la latenza media più bassa nel nostro carico di lavoro pesante 16T/16Q, misurando 431 ms in lettura e 590 ms in scrittura.

Sebbene Seagate Turbo SSHD offrisse il throughput più elevato e la latenza media più bassa, la sua latenza di picco era verso la metà superiore del pacchetto in lettura e nella parte inferiore del pacchetto in scrittura.

Similmente ai valori di latenza di picco nel test casuale 4K, la deviazione standard del Seagate Turbo SSHD si è classificata in prima fila nell'attività di lettura, ma è rimasta indietro con l'attività di scrittura.

Conclusione

Seagate fa un'affermazione coraggiosa con Enterprise Turbo SSHD, "Il disco rigido più veloce del mondo". Normalmente, alle aziende di storage piace usare un po' di spavalderia come parte delle loro affermazioni di marketing, ma dire "il più veloce del mondo" è piuttosto forte. Il fatto è questo, hanno ragione. Il Turbo è assolutamente da urlo e i risultati hanno superato le unità SAS da 10 di Seagate, che in alcuni casi hanno registrato guadagni di oltre il 200%. Per le aziende che desiderano aggiornare un array ma non dispongono del budget o delle esigenze di IOPS/latenza per una soluzione all-flash, Turbo è la scelta migliore. 

Analizzando più a fondo le prestazioni, abbiamo riscontrato enormi miglioramenti in tutti i carichi di lavoro delle nostre applicazioni aziendali. Nel nostro benchmark del database MarkLogic NoSQL, Seagate Turbo SSHD ha offerto enormi vantaggi rispetto agli HDD SAS da 10K e 15K e ha persino superato alcuni degli SSD che abbiamo testato fino ad oggi. Abbiamo riscontrato notevoli miglioramenti anche con i carichi di lavoro TPC-C negli ambienti CentOS MySQL e Windows Server 2012 SQL Server. Ultimo ma non meno importante, il nostro benchmark VMware VMmark 2.5.1 ha registrato prestazioni doppie rispetto ai tradizionali HDD SAS da 10K. Nel complesso non abbiamo riscontrato un ambiente applicativo che non beneficiasse del Seagate Turbo SSHD.

È piuttosto difficile trovare qualcosa di cui lamentarsi del Turbo. L'unità offre compatibilità plug and play, vari modelli di crittografia e viene fornita con una garanzia di cinque anni e un MTBF di 2 milioni di ore. La capacità sul lato superiore di 600 GB è l'unico problema, ma è perché si trova su una piattaforma da 15 RPM, il che è utile quando i dati devono infine essere trasferiti su disco. Non è irragionevole, tuttavia, presumere che Seagate porterà presto la tecnologia sulle unità aziendali da 10K, magari aumentando le dimensioni della cache per compensare la capacità raddoppiata offerta dalle unità Seagate da 10K. Naturalmente gli ibridi 10K esistono già oggi, Seagate li produce IBM 600 GB 10,000 giri/min 6 Gbps SAS ibrido da 2.5 pollici. Mentre un ibrido da 10 cannibalizza le versioni da 15, a lungo termine la piattaforma da 10 ha il senso migliore dal punto di vista del costo/capacità per dollaro. 

Vantaggi

• Prestazioni applicative leader a tutti i livelli
• Aumento delle prestazioni plug and play, nessun software necessario
• Protezione dei dati in caso di interruzione di corrente imprevista

Svantaggi

• Capacità limitata a 600 GB nell'iterazione attuale
• I prezzi degli SSD continuano a scendere mettendo pressione sui prezzi Turbo

Conclusione

Seagate descrive accuratamente Enterprise Turbo SSHD come il disco rigido più veloce al mondo. Turbo è oltre 2 volte più veloce degli HDD da 10 unità nei carichi di lavoro importanti, come virtualizzazione e OLTP. Per qualsiasi azienda che desidera il miglior disco possibile, Enterprise Turbo è la risposta. 

Pagina del prodotto Seagate Enterprise Turbo SSHD

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