現在、エンタープライズ SSD マーケティングに関しては、NVMe と大容量 SAS ドライブが見出しのほとんどを占めています。しかし、より派手な従兄弟の背後には、出荷された SSD ユニット全体の大部分を占めている安定した SATA SSD 全体が鎮座しています。 Enterprise SATA SSD は通常、読み取り集中型と書き込み集中型のカテゴリにさらに分類されます。いくつかの例外的なケースでは、ベンダーはすべてのベースをカバーするためだけに混合用途のドライブを出荷することもあります。実際には、これらのドライブはコア部分ではすべて同じであり、主な違いは単にオーバー プロビジョニングとファームウェアだけです。一般に、オーバープロビジョニングにより、ドライブの使用可能な容量と耐久性の属性が決まります。このまとめでは、非標準的なアプローチを採用しています。私たちの SSD レビューは通常、単一のドライブを詳しく調査しています。このケースでは、Intel、東芝、Samsung、Micron、SanDisk の 5 つの主要な読み取り集中型 SSD 製品を並べて、この有利な市場セグメントでどのように位置づけられるかを確認しました。
テストの背景と比較対象
StorageReviewのエンタープライズテストラボは、実際の導入環境で管理者が遭遇する状況に匹敵する環境で、エンタープライズストレージデバイスのベンチマークテストを実施するための柔軟なアーキテクチャを提供します。このエンタープライズテストラボには、さまざまなサーバー、ネットワーク機器、電源調整装置、その他のネットワークインフラストラクチャが組み込まれており、当社のスタッフが実際の使用環境に近い状況を作り出し、レビュー中にパフォーマンスを正確に評価することができます。
ラボ環境とプロトコルに関するこれらの詳細情報をレビューに盛り込むことで、IT担当者やストレージ調達担当者が、当社が以下の結果を達成した条件を理解できるようにしています。当社のレビューは、テスト対象機器のメーカーから報酬を受け取ったり、メーカーの監督を受けたりすることはありません。StorageReviewエンタープライズテストラボの詳細およびネットワーク機能の概要については、それぞれのページをご覧ください。
このレビューの比較対象
- インテル 3520 1.6TB
- マイクロン 5100 ECO 1.92TB
- サムスン PM863a 1.92TB
- サンディスク クラウドスピード エコ Gen2 1.92TB
- 東芝 HK4R 1.92TB
アプリケーションのワークロード分析
エンタープライズストレージデバイスのパフォーマンス特性を理解するためには、実際の運用環境におけるインフラストラクチャとアプリケーションワークロードをモデル化することが不可欠です。そのため、RI SSDグループの最初のベンチマークとして、SysBenchによるMySQL OLTPパフォーマンスと、 TCP-CワークロードをシミュレートしたMicrosoft SQL Server OLTPパフォーマンスを測定します。アプリケーションワークロードについては、各ドライブ上で同一構成の仮想マシンを2～4台実行します。
SQLサーバーのパフォーマンス
各 SQL Server VM は 100 つの vDisk で構成されています。ブート用の 500 GB ボリュームと、データベースとログ ファイル用の 16 GB のボリュームです。システム リソースの観点から、各 VM に 64 個の vCPU、XNUMX GB の DRAM を構成し、LSI Logic SAS SCSI コントローラーを活用しました。以前にテストした Sysbench ワークロードはストレージ I/O と容量の両方でプラットフォームを飽和させましたが、SQL テストではレイテンシーのパフォーマンスを調べています。
このテストでは、Windows Server 2012 R2 ゲスト VM 上で動作する SQL Server 2014 を使用し、Dell の Benchmark Factory for Databases で負荷をかけています。StorageReview のMicrosoft SQL Server OLTP テスト プロトコルでは、トランザクション処理パフォーマンス協議会の Benchmark C (TPC-C) の最新ドラフトを採用しています。これは、複雑なアプリケーション環境で発生するアクティビティをシミュレートするオンライン トランザクション処理ベンチマークです。TPC-C ベンチマークは、合成パフォーマンス ベンチマークよりも、データベース環境におけるストレージ インフラストラクチャのパフォーマンスの強みとボトルネックをより正確に評価できます。このレビューで使用する SQL Server VM の各インスタンスは、333GB (1,500 スケール) の SQL Server データベースを使用し、15,000 人の仮想ユーザーの負荷がかかった状態でのトランザクション パフォーマンスとレイテンシを測定します。
SQL Server テスト構成 (VM ごと)
- Windows Serverの2012 R2
- ストレージ フットプリント: 600GB 割り当て、500GB 使用
- SQL Serverの2014
- データベースのサイズ: 1,500 スケール
- 仮想クライアント負荷: 15,000
- RAMバッファ: 48GB
- テスト時間: 3 時間
- 2.5時間のプレコンディショニング
- 30 分のサンプル期間
SQL Server OLTP ベンチマーク ファクトリ ホスト
- Supermicro スーパーサーバー 2028U-TNR4T+
- デュアル Intel E5-2699 v3 CPU (2.3GHz、18 コア、45MB キャッシュ)
- 768GB RAM (32GB x 24 DDR4、CPU あたり 384GB)
- CentOS 7.2
- Supermicro AOC-S3008L-L8i HBA
SQL Server TPC-C ワークロードでは、トランザクション パフォーマンスを見ると、東芝 HK4R と Samsung PM863a がそれぞれ 6,245.7 と 6,224TPS で先頭に立ち、Intel 3520 が 3,796.7TPS で後続するまで、パフォーマンスに大きなばらつきが見られます。
SQL Server の平均遅延を詳しく調べると、ドライブ間の違いはさらに劇的になります。再び、東芝 HK4R とサムスン PM863a が 61 ミリ秒と 78 ミリ秒で群をリードし、マイクロン 5100 ECO が 973 ミリ秒に跳ね上がり、サンディスク CloudSpeed Eco Gen2 が 1,151 ミリ秒を測定し、最後にインテル 3520 が 3,161 ミリ秒でピークに達しました。
システムベンチのパフォーマンス
次のアプリケーションベンチマークは、 SysBenchを使用して測定されるPercona MySQL OLTPデータベースで構成されています。このテストでは、平均TPS（1秒あたりのトランザクション数）、平均レイテンシ、および平均99パーセンタイルレイテンシも測定されます。
各Sysbench VMは、3つのvDiskで構成されています。1つはブート用（約92GB）、1つは構築済みデータベース用（約447GB）、そして3つ目はテスト対象データベース用（270GB）です。システムリソースの観点から、各VMには16個のvCPU、60GBのDRAMを搭載し、LSI Logic SAS SCSIコントローラを活用しました。
Sysbench テスト構成 (VM ごと)
- CentOS 6.3 64 ビット
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- データベーステーブル: 100
- データベースのサイズ: 10,000,000
- データベーススレッド: 32
- RAMバッファ: 24GB
- テスト時間: 3 時間
- 2 スレッドのプリコンディショニングに 32 時間
- 1時間 32スレッド
Sysbench OLTP ホスト
- Supermicro スーパーサーバー 2028U-TNR4T+
- デュアル Intel E5-2699 v3 CPU (2.3GHz、18 コア、45MB キャッシュ)
- 768GB RAM (32GB x 24 DDR4、CPU あたり 384GB)
- CentOS 7.2
- Supermicro AOC-S3008L-L8i HBA
4 秒あたりの平均トランザクション数の指標では、読み取り集中型グループのドライブ間でさらに大きな差があり、東芝 HK1,787.4R が合計 5100TPS で先頭に立ち、Micron 1,092.7 ECO が 2TPS でグループを下回っています。ここでもサムスンが第 XNUMX 位に僅差であり、その後に業績の差が大きく広がりました。
さまざまな読み取り集中型 SATA SSD 間の平均レイテンシーを比較すると、東芝 HK71.7R で平均 4 ミリ秒、Samsung PM72.3a で 863 ミリ秒、SanDisk CloudSpeed Eco Gen78 で 2 ミリ秒、Intel 109.9 で 3520 ミリ秒、およびマイクロン117ECO。
99 パーセンタイルを見ると微妙な変化があり、Samsung PM863a が 134 ミリ秒で最も一貫したレイテンシの広がりでリードする一方、Intel 3520 は 233.4 ミリ秒の測定値でグループに続きました。
エンタープライズ総合ワークロード分析
フラッシュストレージのパフォーマンスは、ワークロードに応じて変化するため、ベンチマークの精度を確保するには、 fioの合成ベンチマークを実行する前に、フラッシュストレージを事前に調整する必要があります。比較対象となる各ドライブは、16スレッドの高負荷と、スレッドあたり16の未処理キューによって、定常状態に調整されます。
プレコンディショニングおよび一次定常状態テスト:
- スループット (読み取り+書き込み IOPS 合計)
- 平均レイテンシ (読み取りと書き込みのレイテンシを合わせて平均)
- 最大遅延 (ピーク読み取りまたは書き込み遅延)
- レイテンシの標準偏差 (読み取りと書き込みの標準偏差を合わせて平均)
プリコンディショニングが完了すると、各デバイスは複数のスレッド/キューの深さプロファイルにわたって一定の間隔でテストされ、軽い使用状況と重い使用状況でのパフォーマンスが示されます。 RI SATA SSD の合成ワークロード分析は、8K 70/30 混合ランダム ワークロードという 100 つのプロファイルに焦点を当てています。合成ワークロードは本番ワークロードで見られるアクティビティを XNUMX% 表すことはなく、ある意味で不正確に表現されていることを考慮することが重要です。現実世界では起こらないシナリオをドライブします。
- 8k
- 70% 読み取り/30% 書き込み
FIOホスト
- Supermicro スーパーサーバー 2028U-TNR4T+
- デュアル Intel E5-2699 v3 CPU (2.3GHz、18 コア、45MB キャッシュ)
- 768GB RAM (32GB x 24 DDR4、CPU あたり 384GB)
- CentOS 7.2
- Supermicro AOC-S3008L-L8i HBA
当社の 8K ベンチマークでは、70% の読み取り操作と 30% の書き込み操作の比率が使用されます。スループット テストでは、Micron 5100 Eco が先頭でスタートし、テスト全体を通じてこの先頭を維持することができました。 Micron 5100 Eco は 46,137 IOPS でピークに達し、全体を通じて Samsung PM863 にそれほど差はありませんでした。
平均遅延を見ると、Micron 5100 Eco の遅延が最も低く、ベンチマーク全体を通じて Samsung PM863 が僅差でした。
最大遅延では、Samsung PM863 がすべてのドライブの中で最も遅延が低く、SanDisk と前後しましたが、トップの座を獲得しました。
標準偏差では、サムスンとマイクロンが再びトップの座を争った。グラフではわかりにくいですが、Samsung はテストのほとんどの期間を通じて最も遅延が低く、最後近くで Micron にわずかに遅れをとってしまいました。
結論
SATA エンタープライズ SSD の市場は、SATA ドライブを効果的に管理し、組織が期待するストレージ サービスを提供できるソフトウェア デファインド ストレージと HCI 導入のおかげで大きく成長しています。たとえば、VMware vSAN はキャッシュ ベースのアプローチを採用しており、展開内の SSD の大部分は SATA ドライブになります。データ削減テクノロジー (圧縮、重複排除) のおかげで、1.92 TB SATA SSD (インテルの場合は 1.6 TB) は、低コストのプロファイルを維持しながら、その量の 2 ～ 5 倍の実効容量を提供できます。これらのより柔軟なストレージ システムの爆発的な増加は、SATA SSD カテゴリ全体にとって確かに良い前兆です。
市場の傾向から、エンタープライズ SSD ストレージの最も入手可能なカテゴリーである読み取り集中型 SATA ドライブに注目するのに最適な時期と言えます。興味深いことに、これらのドライブのいくつかは少し長く、別の容量ポイント戦略を採用しているものもありますが、すべてが今日市場にあり、このカテゴリの各ベンダーが提供する最高の製品です。私たちのテストでは、結果は非常に明らかで、東芝とサムスンがアプリケーションのパフォーマンスの点で群をリードしており、東芝がトップの座を占めています。合成ワークロードでは、Micron 5100 ECO が Samsung PM863a と Toshiba HK4R の両方を抑えてトップの座を獲得しましたが、これらの結果はアプリケーション テストには反映されませんでした。
最終的には東芝がリーダーとなり、サムスンが猛追している。顧客にとっての本当の疑問は価格設定に関するものでしょう。他の 320 つのドライブ、特に Intel を推奨する方法を見つけるのは困難です。インテルは、パフォーマンスが低いことに加えて、他のベンダーが行う XNUMX GB の容量を返金しません。
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