Ultrastar SSD400M は、急成長する eMLC エンタープライズ SSD 分野に有力な競合製品を提供するという日立の取り組みです。 SSD400M は、ストレージ業界における長年にわたる日立のリーダーシップだけでなく、インテルのリーダーシップも含め、企業の購入者が望むすべての血統を提供します。 SSD400M は、インテルの最高品質 25nm eMLC NAND および SSD プロセッサーテクノロジーを、日立とインテルが共同設計したファームウェアと組み合わせて活用しています。結果として得られた SSD400M には、日立のブランド名が付けられていますが、強力な共同開発努力の結果です。
Hitachi は、2.5Gb/s SAS インターフェイスを備えた 400 インチ Ultrastar SSD6.0M を提供し、最大 495 MB/s 読み取り、385 MB/s 書き込み、56,000 ランダム 4K 読み取り IOPS、および 24,000 ランダム 4K 書き込み IOPS のスループットを実現します。ただし、企業では、SSD の速度だけではなく、より大きな総所有コストの測定も重要になります。日立は、ストレージ購入の決定において消費電力を考慮している場合、8,360 IOPS/ワットと見積もっています。
ただし、SSD400M はパフォーマンスだけではありません。日立のエンジニアリングと認定により、年間故障率がわずか 44% (2 万時間の MTBF) という非常に信頼性の高い SSD が実現しました。耐久性の観点から見ると、このドライブは最大 7.3PB (400GB 容量) の書き込みが可能で、これは 4 年間で 10 日あたり XNUMXTB のライターに相当し、無制限の読み取りが可能です。その他のハイライトには、TXNUMX データ整合性フィールド (DIF) 標準、拡張エラー訂正コード (ECC)、フラッシュ ダイの障害から保護する排他的論理和 (XOR) パリティ、外部書き込みキャッシュを使用しないパリティ チェック済みの内部データ パス、および電源などがあります。スーパーキャパシタを必要としない損失データ管理機能。
日立は、オプションの TCG 自己暗号化機能を備えた 400 GB および 200 GB の容量の SSD400M を提供しており、XNUMX 年間の保証が付いています。
日立ウルトラスター SSD400M 仕様:
- キャパシティ
- 400GB
- HUSML4040ASS600
- HUSML4040ASS601 TCG暗号化
- 200GB
- HUSML4020ASS600
- HUSML4020ASS601 TCG暗号化
- 400GB
- インターフェイス – デュアルポート SAS 6Gb/秒
- インテル EW29AA31AA1 コントローラー
- Intel Enterprise マルチレベル セル (MLC) 25nm NAND x 39 (624GB+ Raw、400GB 使用可能)
- ハイニックス H5PS1G83EFR 1Gb x 4 DDR2 SDRAM (512MB)
- フォームファクタ – 2.5 インチ、Z ハイト 15 mm
- 転送性能
- 読み取りスループット (シーケンシャル 64K) 最大 495MB/秒
- 書き込みスループット（シーケンシャル 64K） 最大 385MB/秒
- 最大読み取り IOPS (ランダム 4K) 56,000
- 最大書き込み IOPS (ランダム 4K) 24,000
- 耐久性 (ランダム書き込み)
- 400GB 容量 最大7.3PB
- 200GB 容量 最大3.7PB
- エラー率 (回復不可能、ビット読み取り) – 1 分の 1016
- MTBF – 2.0万
- 消費電力
- アイドル時のパフォーマンス 1.7W
- 動作時 5.5W（代表値）
- 電力消費効率 (IOPS/ワット) – 8,360
- 寸法 (幅 x 奥行き、高さ mm) – 70.1 x 100.6 x 15
- 重量 (最大) – 206g (400GB)、221g (200GB)
- 周囲温度 0～60℃
- 衝撃 (半正弦波) 1000G (0.5ms)、500G (2ms)
- 振動 (ランダム G RMS) – 2.16、全軸、5 ～ 700 Hz
設計と分解
Hitachi Ultrastar SSD400M は、高さ 2.5 mm の 15 インチ ドライブの正確な形状に打ち抜かれた滑らかなステンレス スチールのボディを備えています。ドライブの上部には、上面全体を占める 205 枚の白いステッカーが貼られ、認定やファームウェアのリビジョンに至るまでドライブが説明されています。底部には、ドライブのシリアル番号と部品番号を繰り返す追加のステッカーが含まれています。ボディはかなりシンプルで、外側からはすっきりしていますが、重量は 400 グラムあり、その重量の多くは内部の熱放散に関係しています。オープンエアのデータセンター冷却設計 (冷却または調整された空気の代わりに外気を使用) を念頭に置き、冷却に関連するエネルギーコストの削減を一般的に推進しているため、日立は Ultrastar SSD70M の最大動作温度を 158C / XNUMXF に設定しています。
ドライブの側面図には、SSD400M の本体を構成する XNUMX つのセクションがはっきりと示されています。日立では、垂直または水平取り付け用に SSD の側面と底面に業界標準のネジ位置を使用しています。
Ultrastar SSD400M の前面にはデュアルリンク 6.0Gb/s SAS コネクタのみが含まれており、ドライブの外側から見える追加の接続はありません。
ドライブを開けると、Ultrastar SSD400M の熱放散機能の一部が明らかになり、その重量の一部がどこから来ているかがわかります。上部カバーと底部カバーの両方には、SSD の主要コンポーネントから熱を逃がすための厚いサーマル パッドが付いています。トップ カバーには追加のヒートシンクが含まれており、頻繁な使用中に発熱する内部回路基板からケース本体が吸収できるエネルギー量をさらに増加させます。 SSD の設計は XNUMX つの部分に分かれており、コントローラーが各回路基板の間で内側を向いています。ケースの底部にある白いパッドはコントローラーの下側から熱を逃がすように設計されており、ピンク色のサーマルパッドは NAND ピースに向けられています。本体の外側は可能な限り平らに作られており、ドライブ ベイとの接触面が大きくなり、熱エネルギーがサーバー ケースに放出され、最終的には強制空冷によって外部に放出されます。
Hitachi Ultrastar SSD400M の中心には、Intel EW29AA31AA1 プロセッサが搭載されており、日立と Intel が共同開発したファームウェアを使用しています。 SSD400M はキャッシュ用に 128MB Hynix メモリを 512 つ使用し、合計 XNUMXMB になります。
両方の回路基板上に 39 個の Intel Enterprise MLC NAND が配置されています。これにより、合計 624GB を超える生 NAND が得られますが、使用できるのは 400GB のみです。日立では、内部での用途は特定されていませんが、異なるサイズの NAND を混合して使用しています。この予約されたスペースは、バックグラウンドのガベージ コレクション、ウェアレベリング、およびドライブの寿命中にドライブの速度が低下したり無効になったりしない方法でのダイ障害の処理に使用される可能性が高くなります。
回路基板の内側に面したセクションには、Intel EW29AA31AA1 コントローラー、追加の NAND、および SSD の両方の半分を接続する長いインターフェイスが含まれています。
以下に、日立 Ultrastar SSD400M の外側の 2 つの部分を示します。この SSD 設計では、ウルトラキャパシタは使用されていません。代わりに、日立はタンタルベースの KEMET 有機キャパシタ (KO-CAP) を 11 個採用しました。これらのキャパシタは、他の代替品よりも寿命が長く、膨張やその他の劣化が速くありません。同様の構成は、コンシューマー向けIntel SSD 320とエンタープライズ向けIntel SSD 710の両方で見られます。
これらのコンデンサは、SDRAM を NAND にフラッシュするのに十分な時間をドライブに与えますが、実際のホールドアップ時間は指定されていません。
エンタープライズベンチマーク
Hitachi Ultrastar SSD400Mは、Intel 25nm eMLC NAND、Intel EW29AA31AA1コントローラ、および6.0Gb/s SASインターフェースを採用しています。レビュー対象は400GBです。このレビューで比較対象として使用したのは、最近テストされた以下のエンタープライズSSDです。Micron P300（100GB、Marvell 9174、Micron 34nm SLC NAND、SATA）、Toshiba MKx001GRZB（400GB、Marvell 9032、Toshiba 32nm SLC NAND、SAS）、Samsung SM825 （200GB、Samsung S3C29MAX01-Y330、Samsung 30nm eMLC NAND、SATA）。すべてのエンタープライズSSDは、 Lenovo ThinkServer RD240をベースとした当社のエンタープライズテストプラットフォームでベンチマークされています。すべてのIOMeterの数値は、MB/s速度のバイナリ数値で表されます。
最初のテストでは、大規模なブロック転送を伴うシーケンシャル書き込み環境での速度を調べます。この特定のテストでは、IOMeter で 2MB の転送サイズ、4k セクター アライメントを使用し、キューの深さ 4 でパフォーマンスを測定します。このシナリオでは、日立は 495GB Ultrastar の最大読み取り速度 385MB/s と書き込み速度 400MB/s を主張しています。 SSD400M。
大規模ブロックのシーケンシャル転送テストでは、Ultrastar SSD400M の読み取り速度は 527MB/s、定常状態の書き込み速度は 385MB/s でした。読み取り速度は日立の推定を上回りましたが、書き込み速度は限界に達していました。これらの直線ベンチマークでは、SSD400M がチャートのトップに位置しています。
ランダム アクセス プロファイルに移行しても、2MB という大きなブロック転送サイズを維持すると、マルチユーザー環境でパフォーマンスがどのように変化するかがわかり始めます。このテストでは、以前のシーケンシャル転送ベンチマークで使用したのと同じキュー深さレベル 4 を維持します。
ランダムなラージブロック転送への移行により、Hitachi Ultrastar SSD400M は読み取り速度でリードを維持し、525MB/秒を測定しました。定常状態の書き込み速度は 153MB/s に低下しましたが、それでもトップを維持しています。
さらに小さい 4K のランダム アクセス転送サイズに移行すると、複数の VM が同じアレイにアクセスするサーバー設定など、重いランダム アクセス環境で発生する可能性のあるパケット サイズに近づきます。最初のテストでは、拡張された 4K 読み取りパフォーマンスと、それがキュー深さ 1 から最大 64 までどのように拡張されるかを調べます。
ランダムな 4K ランプ チャートを見ると、Ultrastar SSD400M のパフォーマンスが優れており、キュー深さ 4 で最大 57,261K 読み取り速度 64 IOPS で東芝 eSSD の下にランクされていることがわかりました。
次のテストでは、静的キューの深さ 4 での 32K ランダム書き込みパフォーマンスを調べます。ドライブが定常状態に達すると結果が記録され、平均化されます。 IOPS パフォーマンスは定常状態のパフォーマンスを測定するための優れた指標ですが、もう XNUMX つの重要な関心領域は平均レイテンシーとピーク レイテンシーに関するものです。ピーク レイテンシの数値が高いということは、継続的なアクセスが集中した場合でも特定のリクエストがバックアップされる可能性があることを意味します。
日立は、4K ランダム書き込みワークロードのピーク速度が 24,000 IOPS であると主張していましたが、テストでは定常状態で 21,525 IOPS であることがわかりました。この速度は、SLC ベースの Micron P300 を上回り、当社グループ内で最高ランクにランクされました。これらの条件では、Ultrastar SSD400M は平均 84MB/s、平均応答時間 1.49ms を測定しました。ただし、最大応答時間はおそらく最も印象的で、わずか 34.43 ミリ秒でした。
最後の合成ベンチマーク シリーズでは、静的キューの深さ 32 の一連のサーバー混合ワークロードで両方のエンタープライズ ドライブを比較します。このレビューの最初の合成ベンチマークと同様、これらのテストも定常状態で測定されます。当社の各サーバー プロファイル テストでは、データベース プロファイルでの 67% の読み取りから、Web サーバー プロファイルでの 100% の読み取りまで、読み取りアクティビティに重点が置かれています。
67 つ目はデータベース プロファイルで、主に 33K 転送サイズを中心とした読み取り 8% と書き込み XNUMX% のワークロード構成です。
Hitachi Ultrastar SSD400M は、データベース プロファイルで 15,441 IOPS の平均転送速度で横ばいとなり、eMLC 搭載の Samsung SM825 と並んでいます。これらのドライブは両方とも、SLC 対応のものとして登場しました。東芝とマイクロンのSSD。
次のプロファイルは、80% の読み取りワークロードと 20% の書き込みワークロードが 512 バイトから 64KB の範囲の複数の転送サイズに分散されているファイル サーバーを調べます。
ファイル サーバー トレースでは、Hitachi SSD400M が Samsung SM825 の隣に配置されており、平均速度は 14,488 IOPS でしたが、Samsung SM14,980 の IOPS は 825 でした。 Hitachi は東芝 SLC SSD よりも約 25% 遅かったです。
当社の Web サーバー プロファイルは読み取り専用で、転送サイズは 512 バイトから 512 KB までです。
高速 SAS 6.0Gb/s インターフェイスを備えた Hitachi Ultrastart SSD400M は、Web サーバー プロファイルで脚を伸ばすことができ、18,593 IOPS の速度で東芝 SLC SSD に次いで 24,193 位になりました。これと比較すると、東芝 eSSD の 16,584 IOPS、Micron P300 の 12,199 IOPS、または Samsung SM825 の XNUMX IOPS です。
最後のプロファイルは、20K 転送を使用して 80% の書き込みと 8% の読み取りを組み合わせたワークステーションを調べています。
私たちのワークステーション プロファイルでは、Hitachi SSD400M が Samsung SM825 を上回り、SM18,422 の 6,443 IOPS に対して 825 IOPS を測定しました。このプロファイルでは、Toshiba eSSD は 26,337 IOPS を測定しましたが、Micron P300 は平均 22,926 IOPS でした。
企業の電力消費量
データセンターやその他の高密度ストレージ環境用のドライブを選択する場合、企業が SSD やハードドライブを検討する際に関心を持つ指標はパフォーマンスだけではありません。場合によっては電力消費が膨大になる可能性があるため、一定のワークロード下でドライブがどのように動作するかを知りたいと思うのは当然のことです。
このレビューの「エンタープライズ パワー」セクションでは、以前に読み取りおよび書き込み速度をテストしたのと同じ条件で各ドライブを調べます。これには、キュー深度 2 のシーケンシャルおよびランダム 4MB 転送と、キュー深さ 4 の小さなランダム 32K 読み取りおよび書き込み転送が含まれます。以前のテストと同様、ドライブを最大限の状態にする定常状態ですべての数値を測定しています。電力を必要とする状況。
起動時を除くすべての条件下で、Hitachi Ultrastar SSD400M の消費電力は 5.62 ワット以下でした。 SSD400M で最も電力を消費するアクティビティはシーケンシャル QD4 2MB 書き込みで、テスト期間中の平均で 5.62 ワットを使用しました。 4 番目はランダム 32K QD4 書き込み、4 番目はシーケンシャル QD32 読み取り、続いて 400K QD6.0 定常読み取りが 001 番目でした。大量の書き込みアクティビティ中、Hitachi Ultrastar SSD300M は、SAS 825Gb/s Toshiba MKxXNUMXGRZB が必要とする電力量をわずかに下回る量を使用しましたが、読み取りが多い場合、電力はすぐに大幅に低下し、Micron PXNUMX または Samsung SMXNUMX と同等になりました。負荷がかかります。
データセンター環境における eMLC SSD の大きな推進要因は、GB あたりのコストと IOPS/ワットあたりです。キューの深さ 19,484 での純粋なランダム 4K 読み取りでは 32 IOPS/ワットという数字が計算されましたが、安定した 6,150K ランダム書き込みに注目すると、4 IOPS/ワットに低下します。これと比較すると、SLC Micron P38,481 の読み取り 10,119 IOPS/ワットまたは書き込み 300 IOPS/ワット、または SLC Toshiba MKx16,385GRZB の読み取り 3,082 IOPS/ワット、書き込み 001 IOPS/ワット、または読み取り 14,980 IOPS/ワット、書き込み 2,043 IOPS/ワットと比較できます。 eMLC サムスン SM825。結局のところ、SSD またはハード ドライブを購入する際に考慮すべき、電力とパフォーマンス (または単純なパフォーマンス) の最適な組み合わせを見つけるという、ビジネスのニーズによって決まります。
結論
Hitachi Ultrastar SSD400M は、Intel コントローラ、Intel NAND、および日立と Intel のエンジニアによって開発されたカスタム ファームウェアを備えています。最終結果は印象的で、エンタープライズ テスト環境で優れたパフォーマンスを実現しました。エンタープライズ MLC または eMLC NAND をベースにした SSD400M は、SLC ベースの SSD のパフォーマンスの多くを提供しますが、より優れた $/GB または $/IOPS の投資で実現します。場合によっては、Hitachi eMLC SSD は、チャートトップの 4 IOPS を測定した 21,525K 定常状態ベンチマークの場合のように、SLC 競合他社の一部を上回るパフォーマンスを発揮することさえできました。
単一のワークロード ベンチマークを調べた場合、eMLC Ultrastar SSD400M は書き込み速度で Micron と Toshiba の両方の SLC SSD を上回ることができました。ラージブロックのシーケンシャル転送速度とランダム転送速度はそれぞれ 385MB/s と 153MB/s で最高でした。また、4 IOPS または 21,525MB/s というグループ最高の 84K 定常状態速度も提供しました。混合ワークロードのパフォーマンスを見ると、Samsung SM400 と比較して、Hitachi SSD825M は読み取り専用 Web サーバー プロファイルで強力な速度を提供し、ワークステーション プロファイルでも非常に強力なパフォーマンスを提供しました。
単一ワークロードの数値が強力であるにもかかわらず、SSD400M はデータベースおよびファイル サーバーのプロファイルで SLC ベースの東芝 MKx001GRZB および Micron P300 よりも下にランクされ、Samsung SM825 のすぐ下にランクされました。これは、パフォーマンスが主な目的である場合、一部の書き込み負荷の高いワークロードでは、依然として SLC-SSD の方が望ましいことを意味します。ただし、TCO が購入決定の重要性によっては、SSD400M の eMLC パフォーマンスが検討に値するほど十分に近いものになる可能性があります。
私たちがレビューした他のエンタープライズ ドライブとは一線を画し、日立は SSD400M 内にウルトラ キャパシタを使用するという道を選択せず、代わりに KEMET 有機キャパシタを選択しました。これらのコンデンサは停電時に同じ量のホールドアップ時間を提供できませんが、その構成によりドライブがキャッシュを NAND にフラッシュできるため、揮発性メモリ ストアでデータが失われることはありません。これらのコンポーネントにより、サムスン SM70 や東芝 MKx55GRZB の 825℃ ではなく、001℃ というはるかに高い動作温度が可能になります。どちらもウルトラ キャパシタを使用しています。データセンターはコスト削減を目指しており、故障のリスクを高めることなく機器を高温で動作させることができるため、システムを外気冷却するか、HVAC システムをより高い周囲温度に切り替えて冷却費を節約することができます。
メリット
- 2MB シーケンシャル、2MB ランダム、4K ランダムの優れた書き込み速度
- 高い動作温度での動作が可能
- 優れた eMLC SSD IOPS/ワット数値
デメリット
- ワークロードが混在するシナリオでは書き込み速度が低下する
ボトムライン
Ultrastar SSD400M では、パートナーと協力して実行する際のハウツー ガイドは基本的に日立が作成します。日立とインテルが共同開発したエンタープライズ SSD は、市場で総合的に最高の eMLC ドライブの 4 つであり、400K 定常状態パフォーマンスなどの場合には、SLC 競合他社を上回っています。また、日立は、SSDXNUMXM を他のドライブよりも耐熱性が高く設計しているため、オープンエアのデータセンターに適しており、全体的に冷却コストが削減され、TCO がさらに向上します。
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