삼성 PM1725 SSD 검토

by 마크 키드 on 2017년 ２월 23일

기업 ◇ SSD

삼성은 기업 및 소비자 시장 전반에 걸쳐 플래시 기반 스토리지 분야의 혁신 기업으로 성공적으로 자리매김했습니다. 예를 들어, 전문가용 제품인 삼성 960 Pro M.2 NVMe SSD는 최근 순차 성능 부문에서 소비자용 SSD 벤치마크 기록을 경신했을 뿐만 아니라 시중 M.2 드라이브 중 가장 높은 용량을 자랑했습니다. 2년 반 전에는 기업용 NVMe SSD인 XS1715를 최초로 출시하여 2015년까지 기업용 NVMe SSD 시장을 선도했습니다. 따라서 저희는 XS1715의 후속 제품인 삼성 PM1725 NVMe PCIe SSD에 대한 벤치마크 테스트를 시작하게 되어 매우 기뻤습니다.

2013년에 삼성이 XS1715를 발표했을 때 기업용 애플리케이션용 NVMe SSD를 제공하는 최초의 공급업체로 큰 파장을 일으켰습니다. XS1715가 2014년 일반 공급에 들어갔을 때 성능은 새로운 폼 팩터의 약속에 따라 제공되었습니다. Dell 및 HPE와 같은 주요 서버 공급업체는 새로운 XS1715에 대한 권장 구성을 신속하게 제공했습니다. 이는 다른 기업용 SSD 공급업체가 자체 NVMe 스토리지를 출시하기 시작했음에도 불구하고 드라이브가 강력한 성능을 유지할 수 있었던 이유 중 하나였습니다.

지금까지 PM1725의 출시는 유명한 이전 제품보다 더 절제되었습니다. 온라인 존재 측면에서 Samsung은 데이터시트와 PM1725가 애드온 카드로 배포되는 사용 사례에 대한 약간의 기타 정보를 제공합니다. 리뷰를 진행하면서 PM1725가 삼성의 V-NAND(Vertical-NAND) 플래시 기술을 사용하고 드라이브가 5년 동안 하루에 5번 드라이브 쓰기가 가능하다는 것을 알고 있었습니다. 삼성은 자체 벤치마크의 전체 결과를 발표하지 않았지만 PM1725가 다른 공급업체의 경쟁 제품보다 더 나은 임의 읽기 성능을 가졌다고 보고했습니다.

이 리뷰에서는 PM1725가 이전 제품(XS1715) 및 다른 공급업체의 NVMe SSD 제품과 어떻게 비교되는지 자세히 살펴봅니다. 우리는 해당 폼 팩터에서 사용할 수 있는 가장 큰 용량인 2.5TB 모델에서 3.2인치 버전의 드라이브 성능을 프로파일링할 기회를 가졌습니다. HHHL 폼 팩터는 최대 6.4TB 크기로 제공됩니다.

삼성 PM1725 NVMe SSD 사양

폼 팩터: 2.5인치
- 용량 옵션: 800GB, 1.6TB, 3.2TB
- 호스트 인터페이스: PCIe Gen3 x4
- 순차 읽기: 최대 3,100MB/s
- 순차 쓰기: 최대 2,000MB/s
- 임의 읽기: 최대 750,000 IOPS
- 임의 쓰기: 최대 120,000 IOPS
- MTBF : 2,000,000 시간
- 소비 전력(활성/유휴): 25W/7W
- 내구성: 5 DWPD
- UBER: 1/10^17
- 물리적 크기: 69 x 100 x 14mm
- 무게 : 140 그램
폼 팩터: HHHL
- 용량 옵션: 3.2TB, 6.4TB
- 호스트 인터페이스: PCIe Gen3 x8
- 순차 읽기: 최대 6,000MB/s
- 순차 쓰기: 최대 2,000MB/s
- 임의 읽기: 최대 1,000,000 IOPS
- 임의 쓰기: 최대 120,000 IOPS
- MTBF : 2,000,000 시간
- 소비 전력(활성/유휴): 25W/7W
- 내구성: 5 DWPD
- UBER: 1/10^17
- 물리적 크기: 69 x 100 x 14mm
- 무게 : 210 그램

빌드 및 디자인

삼성 PM1725 검토 장치는 SFF-2.5 커넥터가 있는 8639인치 NVMe 폼 팩터를 사용합니다.

PM1725는 전력 손실 보호 시스템의 일부로 탄탈륨 커패시터를 통합합니다. 정전 시 커패시터는 현재 DRAM에 캐시된 모든 데이터를 플래시에 쓸 수 있는 충분한 에너지를 제공합니다.

테스트 배경 및 유사 항목

StorageReview 엔터프라이즈 테스트 랩은 실제 구축 환경과 유사한 환경에서 엔터프라이즈 스토리지 장치의 벤치마크 테스트를 수행할 수 있는 유연한 아키텍처를 제공합니다. 엔터프라이즈 테스트 랩은 다양한 서버, 네트워킹, 전력 조절 장치 및 기타 네트워크 인프라를 통합하여 실제와 같은 환경을 조성하고 리뷰 과정에서 성능을 정확하게 측정할 수 있도록 지원합니다.

저희는 연구실 환경 및 프로토콜에 대한 세부 정보를 리뷰에 포함하여 IT 전문가와 스토리지 구매 담당자가 다음과 같은 결과를 얻게 된 조건을 이해할 수 있도록 합니다. 저희 리뷰는 테스트 대상 장비 제조업체로부터 어떠한 비용도 지원받거나 감독을 받지 않습니다. StorageReview 엔터프라이즈 테스트 랩 에 대한 자세한 정보 와 네트워킹 기능에 대한 개요는 해당 페이지에서 확인할 수 있습니다.

이 검토를 위한 비교 가능한 드라이브:

애플리케이션 워크로드 분석

엔터프라이즈 스토리지 장치의 성능 특성을 이해하기 위해서는 실제 운영 환경에서 발견되는 인프라 및 애플리케이션 워크로드를 모델링하는 것이 필수적입니다. 따라서 삼성 PM1725에 대한 첫 번째 벤치마크는 SysBench를 사용한 MySQL OLTP 성능 과 시뮬레이션된 TCP-C 워크로드를 사용한 Microsoft SQL Server OLTP 성능 입니다 . 애플리케이션 워크로드의 경우, 각 드라이브에서 동일하게 구성된 가상 머신(VM)이 2~4개 실행될 것입니다.

StorageReview의 Microsoft SQL Server OLTP 테스트 프로토콜은 복잡한 애플리케이션 환경에서 발생하는 활동을 시뮬레이션하는 온라인 트랜잭션 처리 벤치마크인 TPC-C(Transaction Processing Performance Council's Benchmark C)의 최신 버전을 사용합니다. TPC-C 벤치마크는 합성 성능 벤치마크보다 데이터베이스 환경에서 스토리지 인프라의 성능 강점과 병목 현상을 측정하는 데 더 가깝습니다. 이 리뷰에 사용된 각 SQL Server VM 인스턴스는 333GB(1,500개 확장) SQL Server 데이터베이스를 사용하며, 15,000명의 가상 사용자 부하 조건에서 트랜잭션 성능과 지연 시간을 측정합니다.

이 성능 등급의 스토리지는 SQL Server 성능 벤치마크 동안 사용 가능한 대역폭을 포화시키는 것이 일반적이므로 고속 스토리지 장치는 종종 유사한 성능을 달성합니다. 삼성 PM1725는 유사 제품과 유사한 성능을 보였지만 동종 제품 중 가장 낮은 성능을 기록했으며 심지어 XS1715보다 약간 낮은 점수를 받았습니다.

PM1725는 평균 57.8ms로 유사 제품 중에서 최악의 평균 SQL Server 대기 시간을 경험했습니다. 이는 전면 실행 HGST SN100 평균 대기 시간의 XNUMX배 이상입니다.

다음 애플리케이션 벤치마크는 SysBench를 통해 측정된 Percona MySQL OLTP 데이터베이스로 구성됩니다. 이 테스트는 평균 TPS(Transactions Per Second), 평균 대기 시간 및 평균 99번째 백분위수 대기 시간을 측정합니다. Percona와 MariaDB는 데이터베이스의 최신 릴리스에서 Fusion-io 플래시 인식 애플리케이션 API를 사용하고 있습니다. 그러나 이 비교를 위해 "레거시" 블록 스토리지 모드에서 각 장치를 테스트합니다.

Samsung PM1725는 또한 Percona MySQL 벤치마크 프로토콜에서 총 TPS 점수 4,385로 어려움을 겪었으며 비교 대상 중에서 Samsung XS1715만 앞섰습니다.

MySQL 벤치마크 동안 PM1725의 평균 대기 시간 결과는 처리량 성능을 반영합니다. 28.52ms에서 PM1725는 이전 제품인 Samsung XS1715보다 빠를 뿐입니다.

Sysbench에서 최악의 MySQL 대기 시간 결과를 플로팅하면 PM1725가 Memblaze PBlaze 4를 능가한다는 것을 알 수 있습니다. 그러나 이와 관련하여 그 결과는 최신 NVMe SSD 비교 제품에 비해 눈에 띄지 않았습니다.

엔터프라이즈 종합 워크로드 분석

플래시 드라이브의 성능은 워크로드에 따라 달라지므로, fio 합성 벤치마크 의 정확성을 보장하기 위해서는 각 벤치마크를 수행하기 전에 플래시 스토리지를 사전 조건화해야 합니다. 비교 대상 드라이브들은 모두 16개의 스레드와 스레드당 16개의 대기열로 구성된 높은 부하 상태에서 안정적인 상태로 사전 조건화됩니다.

사전 조건화 및 기본 정상 상태 테스트:

처리량(읽기+쓰기 IOPS 집계)
평균 대기 시간(읽기+쓰기 대기 시간을 함께 평균화)
최대 대기 시간(최대 읽기 또는 쓰기 대기 시간)
대기 시간 표준 편차(함께 평균화된 읽기+쓰기 표준 편차)

사전 조건이 완료되면 각 장치는 여러 스레드/대기열 깊이 프로필에서 일정 간격으로 테스트되어 사용량이 적은 경우와 사용량이 많은 경우의 성능을 보여줍니다. Samsung 1725PM에 대한 합성 워크로드 분석에서는 제조업체 사양 및 벤치마크에서 널리 사용되는 두 가지 프로필을 사용합니다. 가상 워크로드는 프로덕션 워크로드에서 볼 수 있는 활동을 100% 나타내지 않으며 실제로 발생하지 않는 시나리오에서 드라이브를 어떤 면에서는 부정확하게 묘사한다는 점을 고려하는 것이 중요합니다.

4K
- 100% 읽기 및 100% 쓰기
8K
- 70% 읽기/30% 쓰기

Samsung PM1725는 4K 사전 조정 중 4분 후 1725K 쓰기 성능의 최고 "버스트" 기간을 경험했습니다. 성능이 향상된 이 기간 동안 PM1715는 XSXNUMX의 처리량 바로 위인 마지막에서 두 번째로 정착하기 전에 XNUMX위 쓰기 성능을 유지했습니다.

PM1725의 사전 조정 버스트 기간은 4K 100% 쓰기 워크로드에 대한 평균 대기 시간 차트에도 반영됩니다. 버스트 기간이 끝난 후 PM1725의 대기 시간은 결국 Samsung XS2.15보다 빠른 약 1715ms로 증가했습니다.

4K 프리컨디셔닝 초기에 PM1725의 대기 시간은 처음에는 56.8ms로 급상승한 다음 817.2ms로 급격하게 증가했습니다. 그 딸꾹질 이후 PM1725는 우리가 측정한 최고 중 최대 대기 시간 값을 유지했습니다.

4K 사전 조건에 대해 플롯된 표준 편차 결과는 또한 PM1725가 상당히 일관된 쓰기 대기 시간 결과를 갖는다는 것을 보여주기 전에 초기에 대기 시간 문제를 강조합니다. 그러나 다른 최신 엔터프라이즈 NVMe SSD와 비교할 때 인상적이지 않습니다.

사전 조정 후 지속적인 4K 100% 읽기 및 쓰기 워크로드로 비교 가능한 각 드라이브를 측정했습니다. Samsung PM1725는 읽기 성능 면에서 두각을 나타냈으며, 이 등급의 드라이브에 대해 측정한 최고의 2600K 읽기 성능으로 Huawei ES3 v4를 능가했습니다. PM1725의 쓰기 처리량은 116,289IOPS로 XS1715를 제치고 두 번째로 나타났습니다.

4K 읽기 작업의 평균 대기 시간 측면에서 Samsung PM1725는 Huawei ES3600 v3를 제치고 최고의 결과를 달성했습니다. 그러나 쓰기 대기 시간은 XS1715보다 두 번째로 높습니다.

최대 4K 대기 시간 측면에서 PM1725는 동급 제품에 비해 매우 우수한 성능을 보였습니다. 최대 읽기 대기 시간은 2.3ms로 두 번째로 낮았고 최대 쓰기 대기 시간은 17.0ms로 비교 대상 중에서 가장 낮았습니다.

PM1725의 4K 읽기 대기 시간에 대한 표준 편차 계산은 다시 04ms로 팩의 선두에 있는 Toshiba PX0.073P 근처에 드라이브를 배치했습니다.

다음 워크로드는 8%의 읽기 작업과 70%의 쓰기 작업 비율로 30K 전송을 사용합니다. 4K 합성 벤치마크와 마찬가지로 기본 벤치마크로 전환하기 전에 사전 조건 결과부터 시작합니다. Samsung PM1725의 버스트 성능 기간은 PM8가 70IOPS로 다른 경쟁 제품보다 훨씬 높은 30K 1725/315,518 사전 조정 중에 분명했습니다. 사전 조정이 끝날 무렵 PM1725는 Intel P3700과 함께 두 번째로 낮은 처리량을 기록했습니다.

사전 조정 시작 시 PM1725는 비교 대상 중에서 가장 높은 평균 대기 시간을 기록했습니다. 이 상황은 워크로드가 있는 처음 몇 분 후에 역전되었으며, PM1725는 결국 최고의 성능 기간 동안 다른 모든 비교 가능한 드라이브를 능가했습니다. 사전 컨디셔닝에 더 가까워지면 PM1725는 두 번째로 높은 평균 대기 시간으로 다시 Intel P3700과 긴밀한 관계를 맺었습니다.

Samsung PM1725는 8K 30/70 사전 컨디셔닝 동안 비교 대상 중에서 가장 극적인 대기 시간 급증을 경험했지만, 이러한 급증은 PM1725가 처리량 측면에서 동종 제품을 능가하는 기간 동안 발생했습니다. 1725시간 표시 후 PMXNUMX 컨트롤러는 최대 대기 시간을 더 잘 관리할 수 있었으며 피크가 발생했을 때 더 적은 피크와 더 낮은 값으로 반영되었습니다.

8K 70/30 사전 조정 워크로드에 대한 표준 편차 계산은 우리가 측정한 최대 대기 시간 결과가 이상값이 아님을 반영합니다. PM1725는 프로토콜의 처음 XNUMX시간 동안 더 뚜렷한 스파이크와 함께 비교 대상 중에서 가장 일관성이 없는 전체 대기 시간 결과를 보였습니다.

사전 조정 프로세스가 완료되면 다양한 워크로드 강도에 걸쳐 Samsung PM1725의 8K 70/30 성능을 유사 제품과 비교했습니다. 처리량 측면에서 PM1725는 지속적으로 Samsung XS1715 및 Memblaze PBlaze4를 능가했지만 그 외에는 중간에 머물렀습니다.

1725K 8/70 벤치마크 동안 PM30에 대해 기록한 평균 대기 시간은 이 등급의 드라이브에서 일반적이었지만 엔터프라이즈 NVMe SSD 선두주자를 능가하지는 못했습니다.

이 벤치마크에 대한 사전 조정 동안과 달리 PM1725는 기본 8K 70/30 테스트 동안 최대 대기 시간 측면에서 매우 우수한 성능을 보였습니다. PM1725와 Toshiba PX04P는 16T/16Q 워크로드로 거의 16ms에 도달하기 전에 워크로드 강도의 변화에 걸쳐 막상막하의 상황을 유지했습니다.

사전 조정 중에 확인한 바와 같이 주요 8K 70/30 벤치마크에 대한 표준 편차 결과는 PM1725가 유사 제품보다 더 일관된 대기 시간을 달성하지 못했다는 것을 보여줍니다. 사전 조정 중과는 달리 PM1725는 일반적으로 Samsung XS1715의 표준 편차 결과에서 개선되었습니다.

맺음말

최근 삼성의 SATA 기반 NVMe SSD인 PM863 과 SM863 (그리고 전문가용 NVMe SSD인 삼성 960 Pro M.2 )의 성공에 힘입어, 우리는 삼성의 새로운 기업용 NVMe 제품에 큰 기대를 걸었습니다. 삼성 PM1725는 삼성 플래시 스토리지의 명맥을 잇는 최신 제품 중 하나이지만, 삼성은 이전 제품인 XS1715를 비롯한 다른 SSD 제품들만큼 PM1725를 적극적으로 홍보하지는 않고 있습니다.

엔터프라이즈 SSD용 StorageReview Enterprise Test Lab의 벤치마크 프로토콜을 통해 PM1725를 테스트했을 때 우리는 PM1725가 유능하게 실행되는 NVMe 플래시 스토리지 장치라는 것을 알았지만 기술이나 시장의 경계를 넓히는 것은 아닙니다. PM1715는 사실상 모든 면에서 XS1725에서 개선되었지만 같은 기간에 출시된 다른 기업용 NVMe SSD와 비교할 때 이 성능은 미미했습니다. 요즘 SSD의 요령은 가격/성능 등식과 충분한 드라이브를 구입하는 것입니다. 궁극적으로 IOP당 비용은 기능의 상한선보다 PMXNUMX의 성공을 더 많이 결정할 것입니다.

장점