Samsung SM863 SSD レビュー

by アダムアームストロング on 2015 年 8 月 21 日

Enterprise ◇ SSD

サムスンの最新エンタープライズ向けSATA SSDは、PM863とSM863の2つの新シリーズです。SM863はサムスン社内で製造され、すべての部品がサムスン製です。SM863は書き込み負荷の高いアプリケーション向けに設計されているのに対し、PM863は読み込み負荷の高いアプリケーション向けに設計されています。SM863はサムスンのV-NANDテクノロジーを採用しており、より高密度で小型のSSDを実現しています。容量は120GBから1.92TBまで5種類用意されています。

サムスンは、今年 863 月の CES で新しい SSD 製品ラインを初めて披露しました。このドライブは企業向けに少し提供されてきましたが、現在は中小企業向けにも販売されています。 SM863 は、メールサーバー、データウェアハウジング、ストレージの書き込み側をより多く利用するハイパフォーマンスコンピューティングなどのアプリケーションに最適です。 SM24 は、高い耐久性と持続的な IOPS の一貫性を実現するように設計されています。このドライブには電力損失保護用のタンタルコンデンサも搭載されており、7 時間年中無休で稼働するデータセンターにとって魅力的な選択肢となっています (ドライブには過熱を防ぐサーマルガード保護も組み込まれています)。 SM863 ドライブには、リアルタイムで信号の不一致を積極的に検出して修正するための高度な誤り訂正符号 (ECC) エンジンが搭載されています。

このドライブには数多くのメリットがありますが、かなり大きなパフォーマンスも期待できます。大容量ドライブは、520 MB/秒のシーケンシャル読み取りおよび 485 MB/秒のシーケンシャル書き込みの速度を実現します。ランダムパフォーマンスは、読み取り 97,000 IOPS、書き込み 29,000 IOPS と見積もられています。消費電力はほとんどなく、MTBF 2 万時間の信頼性を提供します。

Samsung SM863 には 5 年間の保証が付いており、140 GB モデルの価格は 120 ドルからです。今回のレビューでは960GBモデルを見ていきます。

Samsung SM863 SSD の仕様:

フォームファクタ: 2.5 インチ
容量：
- 120GB（MZ-7KM120Z）
- 240GB（MZ-7KM240Z）
- 480GB（MZ-7KM480Z）
- 960GB（MZ-7KM960Z）
- 1.92TB (MZ-7KM1T9Z)
インターフェース：SATA 6Gb / s
コントローラー: 自社製Samsung Mercury
NAND: サムスン 2 ビット VNAND
- パフォーマンス：
  - 120GB
    - シーケンシャル読み取り: 500 MB/秒
    - シーケンシャル書き込み: 460 MB/秒
    - ランダム読み取り: 97,000 IOPS
    - ランダム書き込み: 12,000 IOPS
    - CAS レイテンシ: 100
    - TBW: 770
  - 240GB
    - シーケンシャル読み取り: 520 MB/秒
    - シーケンシャル書き込み: 485 MB/秒
    - ランダム読み取り: 97,000 IOPS
    - ランダム書き込み: 20,000 IOPS
    - CAS レイテンシ: 100
    - TBW: 1,540
  - 480GB
    - シーケンシャル読み取り: 520 MB/秒
    - シーケンシャル書き込み: 485 MB/秒
    - ランダム読み取り: 97,000 IOPS
    - ランダム書き込み: 26,000 IOPS
    - CAS レイテンシ: 10
    - TBW: 3,080
  - 960GB
    - シーケンシャル読み取り: 520 MB/秒
    - シーケンシャル書き込み: 485 MB/秒
    - ランダム読み取り: 97,000 IOPS
    - ランダム書き込み: 28,000 IOPS
    - CAS レイテンシ: 100
    - TBW: 6,160
  - 1.92TB
    - シーケンシャル読み取り: 520 MB/秒
    - シーケンシャル書き込み: 485 MB/秒
    - ランダム読み取り: 97,000 IOPS
    - ランダム書き込み: 29,000 IOPS
    - CAS レイテンシ: 100
    - TBW: 12,320
電気：
- 消費電力(W) 読み取り/書き込み: 2.4W/3.1W
- 電圧: 5V±5%
MTBF: 2M
- 環境：
  - 動作温度：0°Cから70°C
  - 動作湿度: 5% ～ 95%、結露しないこと
寸法 (幅 x 高さ x 奥行き): 3.94 インチ x 2.76 インチ x 0.39 インチ
重さ：.14ポンド。
保証：5年

設計と構築

デザインに関しては、サムスンは何が自分たちに適しているかを知っており、それにこだわります。 SM863 は、同社が製造する他の SSD と非常によく似ています。ミニマルでスリムなデザインで、フラットブラックのトップにSamsungのブランドが施されています。ドライブの底部には、ドライブに関するすべての重要な情報が記載されたラベルが付いています。

Samsung SM863 SSD の内部には、Samsung V-NAND から Samsung SSD コントローラーに至るまで、高度に垂直統合されたコンポーネントが見られます。ドライブの心臓部はサムスンの Mercury コントローラーです。

ドライブの容量は、128 個の 2GB Samsung XNUMXbit-VNAND チップから得られます。 PCB の各側に XNUMX つ。

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。

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。そこで、Samsung SM863の最初の3つのベンチマークとして、 MarkLogic NoSQL Database Storage Benchmark、SysBenchによるMySQL OLTPパフォーマンス、および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した。

NoSQL データベースは 200 つのデータベースノードに約 650 GB のスペースを必要とするため、MarkLogic NoSQL データベース環境には、少なくとも 24 GB の使用可能な容量を持つ 30 つの SSD のグループが必要です。私たちのプロトコルは SCST ホストを使用し、各 SSD を JBOD で提示し、データベースノードごとに 36 つを割り当てます。テストは XNUMX 回の間隔で繰り返され、合計 XNUMX ～ XNUMX 時間かかります。 MarkLogic は、各 SSD の合計平均レイテンシと間隔レイテンシを記録します。

MarkLogic NoSQL データベースベンチマークを使用した全体的な平均遅延テストでは、Samsung SM863 が 1.826ms の遅延で最高のパフォーマンスを示しました。新しい PM863 を含む他のすべてのドライブを上回りました。

MarkLogic NoSQL テストの平均レイテンシの部分に移ると、SM863 は大きなスパイクをわずかに数回示しただけで (マージ書き込みレイテンシの最大値はわずか 23 ミリ秒に達しました)、レイテンシテストの大部分は 9 ミリ秒未満で実行されました。

StorageReviewのMicrosoft SQL Server OLTPテストプロトコルは、トランザクション処理パフォーマンス評議会（Transaction Processing Performance Council）のベンチマークC（TPC-C）の最新ドラフトを採用しています。TPC-C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。当社のSQL Serverプロトコルでは、685GB（3,000スケール）のSQL Serverデータベースを使用し、30,000 VUの負荷で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 の出力を見ると、SM863 が再び強力なパフォーマンスを示しています。全体として、このドライブは 6,303.3 TPS で 6 位になりましたが、トップの HK3R2 ドライブとは XNUMX TPS 以内でした。

平均遅延では、SM863 が 10ms の遅延で再びトップの座を獲得しました。

次のアプリケーションベンチマークは、SysBench で測定した Percona MySQL OLTP データベースです。このテストでは、2 ～ 32 スレッドの範囲で、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を測定します。Percona と MariaDB は、それぞれのデータベースの最新リリースで Fusion-io のフラッシュ対応アプリケーション API を使用していますが、この比較では、各デバイスを「レガシー」ブロックストレージモードでテストします。

863 秒あたりの平均トランザクション数のベンチマークでは、SM1,692 は他のドライブに後れをとったスタートでしたが、すぐに首位を奪い、ピーク時の XNUMX IOPS で首位を維持しました。

SysBench の平均レイテンシーでは、上記と同様の結果が得られます。SM863 は中央付近で開始し、その後先頭を引き、平均レイテンシー 18.91 ミリ秒で終了し、HK3R2 をわずかに上回りました。

Sysbench の平均 99 パーセンタイルプロットは、比較対象の最悪ケースのレイテンシパフォーマンスを強調しています。このテストでは、両方の Samsung ドライブが他のドライブよりも優れたパフォーマンスを発揮し、SM863 が全体的に最も低い遅延で再びトップとなり、32.29 ミリ秒で終了しました。

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必ずフラッシュストレージを事前調整する必要があります。比較対象となる各ドライブは、ベンダーのツールを使用してセキュア消去され、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事前調整されます。

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。 Samsung SM863 の合成ワークロード分析では、メーカーの仕様やベンチマークで広く使用されている XNUMX つのプロファイルを使用します。

4k
- 100% 読み取りおよび 100% 書き込み
8k
- 70% 読み取り/30% 書き込み

スループット 4k 書き込みプリコンディショニングテストでは、SM863 は約 62,000 IOPS のバーストパフォーマンスで最も強力なパフォーマンスを発揮しました。ただし、定常状態では約 31,000 IOPS まで低下し、Micron DC500 が定常状態で約 37,000 IOPS でトップの座を獲得しました。

4K プリコンディショニングの平均レイテンシーは、上記と同様の配置を示します。 SM863 は約 4 ミリ秒で強く始まりますが、定常状態では約 8 ミリ秒まで上昇し、再び DC500 に落ちます。

最大レイテンシーは、DC863 に次いで 500 位にランクインした SM863 のパターンを引き継いでいます。今回の SM60 の遅延は約 500 ミリ秒と高かったですが、30 ミリ秒前半から後半の 60 ミリ秒の間で変動した DCXNUMX よりも安定していました。

標準偏差の計算により、SM863 のレイテンシパフォーマンス結果の一貫性を簡単に視覚化できます。ここでは、SM863 が定常状態で約 5 ミリ秒で動作し、DC500 を含む他のすべてのドライブを上回ってトップの座を獲得していることがわかります。

エンタープライズドライブの調整が完了したら、プライマリ 4K 合成ベンチマーク (16 スレッド 16 キュー 100%) を実行します。当社のスループットテストでは、SM863 は 79,893 IOPS の読み取りパフォーマンスでトップとなり、これまでテストした中で最もパフォーマンスの高い SATA エンタープライズ SSD となりました。ライターパフォーマンスでは 30,496 IOPS で XNUMX 位になりました。

平均レイテンシも同様で、SM863 の読み取り速度が 3.203 ミリ秒で最高 (PM863 の 3.206 ミリ秒にほとんど及ばない)、書き込みパフォーマンスが 8.393 ミリ秒で XNUMX 番目に優れていました。

SM863 がトップ近くで終了しなかったのは初めてです。ここでドライブは、読み取りレイテンシが 26.47 ミリ秒で中位から下位に落ちましたが、書き込みレイテンシが 68.64 ミリ秒で再び XNUMX 位になりました。

標準偏差では、SM863 の読み取りレイテンシが 2.057 ミリ秒、書き込みレイテンシが 5.45 ミリ秒であり、最大レイテンシと同じ順位を示しており、書き込みでは再び XNUMX 位に位置しています。

次のワークロードは、8% の読み取り操作と 70% の書き込み操作の比率で 30 の転送を使用します。 SM863 は、約 50,000 IOPS でトップ付近からスタートし、約 40,000 IOPS の定常状態で XNUMX 位になりました。

平均レイテンシーでは、SM863 は定常状態で約 6ms のレイテンシーでリードを維持しています。

最大レイテンシを見ると、SM863 と PM863 がトップの座を競い合いますが、SM863 はベンチマークのほとんどの期間を通じて PM863 を追い抜くことができます。その遅延は 30 ミリ秒前半で推移していましたが、PM863 は 30 ミリ秒半ばで推移していました。

標準偏差では、SM863 はテストの最初の部分を通じて集団のほぼ中央を走行し、その後徐々に前に進み、ラウンド 5 ミリ秒でトップの座を獲得しました。

ドライブが事前調整されると、8k 70/30 スループットベンチマークは、ワークロード強度を 2 スレッドと 2 キューから、最大 16 スレッドと 16 キューまで変化させます。ここでは、SM863 が他のドライブを圧倒し、ピーク値は 40,079 IOPS に達していることがわかります。

平均遅延に切り替えると、同様の結果が得られ、Samsung の最新ドライブは、SM863 でテストした他のドライブよりもはるかに優れた動作を示し、テストの大部分を通じて全体的に最も低い遅延で再びトップの座を獲得しました。

最大遅延では、テストした 863 つの Samsung ドライブすべてが良好な結果を示し、SMXNUMX が最後にリードして再びトップの座を獲得しました。

標準偏差を見ると、SM863 は、テスト全体を通じて、ターミナルキューの深さの遅延が最も低く、他のいくつかのドライブに続いていました。

結論

サムスンは、エンタープライズと小規模データセンターの両方を対象とした新しい SSD シリーズ、SM863 をリリースしました。 SM863 は、高耐久性、高性能、低消費電力を目指して構築された書き込み集中型ドライブです。 SM863 は IOPS パフォーマンスを維持し、過熱を防ぐためのサーマルガード保護を内蔵しており、電力損失保護のためのタンタルコンデンサが付属しています。パフォーマンスに関する主張では、SM863 は最大 520 IOPS の読み取りパフォーマンスで、読み取り時に最大 485MB/秒、書き込み時に最大 97,000MB/秒の速度に達すると主張されています。ドライブは最大 1.92TB の大容量で、5 年間の保証が付いています。

パフォーマンスを見ると、SM863 は非常に印象的な数値を示しました。アプリケーションのワークロード分析では、MarkLogic テストで SM863 は全体のレイテンシと平均レイテンシの両方で非常に低いレイテンシを示しました。私たちの SQL サーバーでは、ドライブの遅延が 10 ミリ秒で最も低かったです。 SysBench テストでは、SM863 が 863 つのテストすべてでトップでした。合成ベンチマークに切り替えても、SM79,893 はスループット読み取りパフォーマンス 3.203 IOPS、平均読み取りレイテンシ 5.45 ミリ秒、標準偏差書き込みレイテンシ 8 ミリ秒で連勝を続けました。 70K 30/863 では、SM863 が毎回トップとなり、場合によっては PMXNUMX を除く他のすべてのドライブよりもはるかに優れていました。

メリット