SMART Storage Systems(현재 SanDisk)가 몇 달 전에 Optimus SAS SSD를 발표했을 때 설계, 제작 및 제조에 대한 그들의 자부심은 장남을 행진하는 자랑스러운 부모처럼 분명했습니다. SMART의 관점에서 핵심은 NAND를 더 잘 이해하여 소비자 등급 MLC NAND에서 엔터프라이즈급 내구성을 이끌어낼 수 있다는 것입니다. 그러나 Optimus는 한 단계 더 나아가 맞춤형 컨트롤러 위에 맞춤형 펌웨어 빌드를 활용하여 SMART의 엔지니어링 기술을 활용하여 시스템으로서 SSD를 훨씬 더 많이 제어할 수 있도록 합니다. 그 결과는 메인스트림 기업용 SSD의 경우 인상적입니다. 10년 동안 매일 500개의 전체 임의 드라이브 쓰기 내구성과 최대 XNUMXMB/s의 지속적인 읽기/쓰기 처리량입니다. 그러나 사양만으로는 전체 Optimus 이야기를 알 수 없습니다. 이 리뷰의 서론에서 우리는 이미 Optimus를 주로 NAND 프로필을 기반으로 하는 주류 기업용 SSD라고 불렀습니다. 그러나 그것은 실수 일 수 있습니다. Optimus는 MLC NAND로 SLC와 같은 내구성을 제공할 수 있지만 MLC NAND로 SLC와 같은 성능을 제공할 수도 있습니다. 경우에 따라 SLC 드라이브보다 더 나은 경우도 있습니다. 자세한 내용은 아래에서 살펴보겠습니다.
Optimus는 SandForce 컨트롤러를 중심으로 설계된 SMART의 다른 엔터프라이즈 제품을 보완합니다. SMART는 기업 구매자의 다양한 워크로드 요구와 예산에 호소하기 위해 이중 제품 라인을 유지합니다. Optimus 제품군은 사용 사례의 내구성 요구 사항에 따라 다양한 제품을 제공하는 확실히 주력 제품입니다. Optimus는 표준 28% 오버 프로비저닝(OP) 및 10 DWPD(드라이브 쓰기/일)를 제공하며, Optimus Ultra는 71% OP 및 25DWPD를 제공하고 Optimus Ultra+는 156% OP를 제공하고 50 DWPD를 지원합니다. 표준 MLC 낸드.
OP는 지구력에 큰 역할을 하지만 SMART가 제공하는 유일한 트릭은 아닙니다. SMART는 함께 결합될 때 Optimus 내구성 요구 사항뿐만 아니라 성능 및 데이터 보호도 해결하는 일련의 기술을 개발했습니다. 일반적으로 FlashGuard, DataGuard 및 EverGuard로 구성된 Guardian Technology 우산 아래에 있습니다. Collectively Guardian Technology는 내구성 및 플래시 처리 알고리즘과 방법론을 제공할 뿐만 아니라 전체 데이터 경로 보호 및 정전 보호도 포함합니다. Optimus는 또한 AES 256비트 암호화, TGC 기업 규정 준수, T-10 DIF 지원 및 200년 보증과 같은 기업에서 요구하는 기능을 제공합니다. Optimus는 표준 400mm 800″ SAS 폼 팩터에 9.5GB, 2.5GB 및 1.6GB로 제공됩니다. 15TB Optimus는 XNUMXmm 드라이브 높이에서도 사용할 수 있습니다.
SMART 스토리지 시스템 Optimus SAS 사양
- 용량
- 200GB - TXA2D20200GA6001
- 400GB - TXA2D20400GA6001
- 800GB - TXA2D20800GA6001
- 1.6TB – TXA2D21600GA6001
- 지속적인 읽기/쓰기: 500/500MB/s
- 1GB/s 지속 읽기 와이드 포트
- 임의 읽기/쓰기 100K/50K IOPS
- 6Gb/s SAS 인터페이스
- 인터페이스 포트 듀얼/와이드
- 섹터 크기: 512, 520, 528바이트
- 데이터 신뢰성 1에서 복구할 수 없는 오류 10개17 비트 읽기
- 내구성: 10 전체 임의 드라이브 쓰기/일
- 정전 복구: 백업 전원 회로
- 데이터 경로 보호: DataGuard, T-10 DIF
- 보증 5 년
- 보안 TCG 엔터프라이즈 준수
- 암호화 AES 256비트
- 전원: 활성(일반) 7W
- 충격: 1000g 하프 사인, 0.5msec, X, Y, Z 각 방향의 각 축을 따라 3회 충격
- 진동: 2.17g rms, 7~800Hz
- 작동 온도: 0° C ~ 70° C(내부)
- 보관 온도: -40° C ~ 90° C
- 습도: 5% ~ 95%, 비응축, 상대 습도
- 고도: 5486.4m[18,000피트]
- 길이 100.20mm x 너비 69.85mm x 높이 9.50mm(1.6TB 15mm)
설계 및 구축
SMART Storage Systems Optimus는 SAS 인터페이스가 있는 엔터프라이즈 대상 9.5mm SSD입니다. 마찬가지로 300mm인 P9.5을 제외한 대부분의 경쟁사와 달리 Optimus는 엔터프라이즈 플래시 또는 스핀들 드라이브에서 일반적으로 발견되는 더 큰 15mm Z 높이(1.6mm인 15TB Optimus 제외) 대신 이 더 작은 폼 팩터를 따릅니다. 이것은 많은 엔터프라이즈 플랫폼이 기존의 2.5인치 하드 드라이브 폼 팩터에서 더 슬림한 SSD 지향 설계로 초점을 이동하기 시작함에 따라 최고의 발판을 제공합니다.
Optimus 주변의 케이스는 우리가 장착한 모든 시스템에 완벽하게 맞는 CNC 가공 합금입니다. CNC 가공은 내부 구조와 관련하여 이점을 제공합니다. SMART는 케이스를 회로 기판 구성 요소 주위에 꼭 맞도록 설계할 수 있기 때문입니다. 거대한 열전도체 역할을 합니다. 전체 SSD는 15mm Z 높이의 일부 형제만큼 무겁지 않으면서 무게에 상당한 양의 물질을 가지고 있습니다.
Optimus의 전면 모습은 듀얼 포트 호환이 가능한 SAS 인터페이스가 6.0Gb/s 연결 등급임을 보여줍니다. 전면에서 서비스 핀이나 추가 커넥터가 보이지 않습니다. 후면에는 제공된 샘플에서 사용되지 않는 개구부가 있지만.
Optimus를 여는 것은 대부분의 엔터프라이즈 SSD가 사용하는 한 매우 간단합니다. XNUMX개의 표준 크기 Phillips 헤드 나사를 제거하고 상단 및 하단 덮개를 분리하기만 하면 됩니다. 내부에는 NAND, 전원 조정기, 커패시터 및 컨트롤러와 같은 중요한 구성 요소에서 열을 빼는 데 도움이 되는 신중하게 가공된 상단 및 하단 덮개가 있습니다.
SMART 스토리지 시스템 Optimus SSD의 중심에는 SMART의 Guardian 기술과 결합된 최적화된 SMART 펌웨어를 실행하는 맞춤형 컨트롤러가 있습니다. 이 조합은 소비자 MLC Toshiba NAND에서 10DWPD 내구성을 이끌어냅니다. 512GB 원시, 400GB 사용 가능 SSD에는 소비자 지향 Corsair Performance Pro 리뷰에서 마지막으로 발견한 Toshiba MLC Toggle NAND(TH58TEG8D2HBA8C)가 포함되어 있습니다. 그런 다음 이 NAND는 Micron RAM으로 캐시됩니다.
테스트 배경 및 유사 항목
당사의 400GB SMART 스토리지 시스템 Optimus는 맞춤형 컨트롤러와 SAS 6.0Gb/s 인터페이스가 있는 Toshiba MLC NAND를 사용합니다. 비교 대상은 아래에 나열되어 있으며 독점적으로 SLC 기반 드라이브를 포함합니다. 아래에서 분명히 알 수 있듯이 유사한 사양의 MLC 또는 eMLC 기업용 SSD를 포함하면 차트의 규모가 훨씬 엉망이 될 것이며 SLC 기반 드라이브에 대한 성능을 보여주는 것이 더 적절하다는 점에서 Optimus 정의를 내리지 못할 것입니다.
이 리뷰에 대한 비교:
- 마이크론 RealSSD P300 (100GB, Micron 88SS9174 컨트롤러, Micron 34nm SLC NAND, 6.0Gb/s SATA)
- 샌디스크 라이트닝 LB 406S (400GB, Pliant PTHEMI2-1VO 컨트롤러, Micron 34nm SLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
- 히타치 울트라스타 SSD400S.B (400GB, Intel EW29AA31AA1 컨트롤러, Intel 25nm SLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
- 도시바 MKx001GRZB (400GB, Marvell 88SS9032 컨트롤러, Toshiba 32nm SLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
모든 엔터프라이즈 SSD는 Lenovo ThinkServer RD240 기반의 엔터프라이즈 테스트 플랫폼에서 벤치마킹됩니다 . ThinkServer RD240은 다음과 같이 구성됩니다.
- 2 x Intel Xeon X5650(2.66GHz, 12MB 캐시)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64비트 및 CentOS 6.2 64비트
- 인텔 5500+ ICH10R 칩셋
- 메모리 – 8GB(2GB 4개) 1333Mhz DDR3 등록 RDIMM
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/s HBA
엔터프라이즈 종합 워크로드 분석
플래시 성능은 각 스토리지 디바이스의 사전 조정 단계에 따라 다릅니다. 엔터프라이즈 스토리지 벤치마크 프로세스는 철저한 사전 조정 단계에서 드라이브가 수행하는 방식을 분석하는 것으로 시작됩니다. 비교 가능한 각 드라이브는 공급업체의 도구를 사용하여 안전하게 삭제되고 동일한 워크로드로 정상 상태로 사전 조정됩니다. 스레드당 16개의 대기 대기열이 있는 16개 스레드의 과도한 로드에서 장치를 테스트한 다음 정해진 간격으로 테스트합니다. 여러 스레드/대기열 깊이 프로필에서 사용량이 적거나 많을 때 성능을 보여줍니다.
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)
Enterprise Synthetic Workload Analysis에는 실제 작업을 기반으로 하는 4가지 프로필이 포함되어 있습니다. 이러한 프로필은 기업용 드라이브에 일반적으로 사용되는 최대 8K 읽기 및 쓰기 속도와 70K 30/XNUMX과 같이 널리 발표된 값뿐만 아니라 이전 벤치마크와 쉽게 비교할 수 있도록 개발되었습니다. 또한 각각 다양한 전송 크기를 제공하는 기존의 파일 서버와 웹 서버라는 두 개의 레거시 혼합 워크로드를 포함했습니다.
- 4K
- 100% 읽기 또는 100% 쓰기
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% 읽기, 30% 쓰기
- 100% 8K
- 파일 서버
- 80% 읽기, 20% 쓰기
- 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
- 웹 서버
- 100% 읽기
- 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k
100% 4K 무작위 활동으로 첫 번째 사전 조정 워크로드를 시작으로 SMART Optimus는 Toshiba eSSD와 유사하게 더 느린 버스트 속도로 시작하지만 다른 드라이브가 빠르게 떨어지면서 Optimus는 SLC 경쟁 제품보다 압도적인 우위를 차지합니다.
완전 포화 사전 조정 단계에서 대기 시간으로 초점을 전환하면 Optimus는 100% 무작위 4K 워크로드 기간 동안 가장 빠른 응답 시간을 갖습니다.
4K 사전 조정 워크로드에서 최대 대기 시간으로 초점을 이동함에 따라 SMART Optimus는 가장 낮은 최대 응답을 유지하며 이는 다른 MLC 또는 심지어 eMLC 제품과 비교할 때 매우 고유합니다.
4K 사전 조건 테스트에서 시간 경과에 따른 응답성에 대한 또 다른 보기는 Optimus가 전체 테스트 기간 동안 매우 일관된 응답 시간을 유지했음을 보여줍니다. 전체 그룹 중에서 가장 낮습니다.
사전 조정 프로세스가 완료된 후 SMART Optimus는 읽기 및 쓰기 활동 모두에서 가장 높은 평균 100% 4K 랜덤 처리량을 보였습니다. 92,698 IOPS 4K 임의 읽기 및 34,778 IOPS 4K 임의 쓰기로 측정되었으며 두 범주 모두에서 대부분의 드라이브보다 훨씬 높습니다.
놀랍도록 빠른 처리 성능으로 SMART Optimus는 또한 가장 낮은 평균 대기 시간을 제공했습니다.
100% 무작위 4K 테스트에서 최고 응답 시간을 비교하면 SMART Optimus가 그룹 중에서 최고 최고 응답 시간을 보였습니다.
4K 랜덤 읽기 및 쓰기 표준 편차를 비교하면 Optimus는 매우 일관성이 있었고 엔터프라이즈 SLC SSD 팩을 이끌었습니다.
8% 읽기 및 70% 쓰기 스프레드가 있는 30K 프로필을 사용하는 첫 번째 혼합 워크로드에서 SMART Optimus는 처리량 면에서 다시 선두를 차지했습니다. 이번에는 또한 가장 높은 버스트 속도를 제공합니다.
8K 70/30 워크로드의 평균 대기 시간은 SMART Optimus가 XNUMX시간 정도에 거의 안정적인 상태에 있을 뿐만 아니라 최고의 반응성을 보이는 것으로 나타났습니다.
100% 4K 워크로드에서 측정한 최대 지연 시간과 유사하게 SMART Optimus는 Hitachi Ultrastar SSD400S.B와 일치하는 가장 낮은 최대 응답 시간을 다시 제공했습니다.
대기 시간 표준 편차에 대해 자세히 살펴보면 SMART Optimus는 8K 70/30 사전 조건 테스트 기간 동안 가장 일관된 대기 시간을 제공했습니다.
100% 4K 워크로드는 16T/16Q 로드에서만 성능을 보았지만 혼합 워크로드는 2T/2Q에서 16T/16Q 범위에 걸쳐 성능이 어떻게 확장되는지 보여줍니다. 새로운 시장에 출시된 SMART 스토리지 시스템 Optimus 기업용 SSD는 SATA/SAS MLC, eMLC 또는 SLC 공간에서 다른 드라이브에 비해 지금까지 본 최고의 동급 최고의 성능을 제공했습니다.
평균 대기 시간으로 초점을 전환한 Optimus는 Hitachi SSD2S.B 및 Toshiba eSSD가 더 나은 오프라인 성능을 제공했던 낮은 2T/2Q 및 4T/400Q 부하를 제외하고 지금까지 최고의 응답 시간을 제공했습니다.
8K 70/30 워크로드 스펙트럼에 대한 피크 응답 시간을 비교하면 SMART Optimus가 가장 낮은 최대 대기 시간 수치를 제공했으며 Hitachi SSD400S.B가 가장 근접했습니다.
대기 시간 표준 편차로 초점을 전환하면서 SMART Optimus는 Hitachi SSD400S.B에 약간의 우위를 잃었지만 여전히 매우 근접했습니다.
다음으로 살펴볼 워크로드는 512b에서 512K에 이르는 광범위한 전송 크기를 다루는 파일 서버 프로필입니다. 이 섹션에서 Optimus는 SanDisk Lightning LB 406S 아래에서 처음으로 XNUMX위 자리에 올랐습니다.
파일 서버 워크로드의 평균 지연 시간을 비교하면 Optimus는 2시간이 조금 지나서 성능이 평준화되기 시작하는 반면 SanDisk Lightning은 사전 조정 프로세스에서 약 20분 동안 정상 상태에 도달했습니다.
SanDisk Lightning LB 406S는 가장 빠른 처리량과 가장 낮은 평균 대기 시간을 제공했지만 Optimus는 사전 조건 프로세스 기간 동안 약간 더 낮은 최대 대기 시간을 제공할 수 있었습니다.
파일 서버 워크로드의 대기 시간 표준 편차를 비교하면 SMART Optimus는 최대 대기 시간이 약간 낮았지만 일관성은 SanDisk LB 406S(Ultrastar SSD400S.B와 거의 일치)에 이어 두 번째로 우수했습니다. 그룹.
사전 조정 단계에서는 정적 부하가 16T/16Q인 파일 서버 워크로드를 조사했지만 이 테스트의 주요 부분은 2T/2Q와 16T/16Q 사이에서 변화하여 각 엔터프라이즈 SSD가 최소 및 최대 포화 부하에서 어떻게 작동하는지 보여줍니다. SanDisk Lightning LB 406S는 2T/2Q 로드를 제외하고 이 범주에서 최고의 성능을 제공했으며, SMART Optimus SSD는 뒤를 바짝 추격했습니다.
평균 응답 시간을 비교하면 SanDisk LB 406S와 SMART Optimus는 매우 낮은 응답 시간으로 팩에서 두각을 나타내며 더 무거운 부하 조건에서 가장 강력한 힘을 보여줍니다.
파일 서버 테스트의 다양한 로드 세그먼트에서 최대 대기 시간을 비교하면 SMART Optimus와 Hitachi Ultrastar SSD400S.B가 가장 낮은 대기 시간 피크를 보였습니다.
표준 편차 측정에서 각 테스트 기간 동안 대기 시간을 면밀히 살펴보면 SMART Optimus가 SanDisk Lightning LB 406S 및 Hitachi Ultrastar SSD400S.B에 이어 XNUMX위를 차지했습니다.
최종 사전 조정 워크로드는 전통적으로 100% 읽기 활동 웹 서버 테스트를 수행하고 각 SSD를 사전 조정하기 위해 100% 쓰기로 전환합니다. 이 세그먼트에서 SanDisk Lightning LB 406S는 훨씬 낮은 성능으로 출시되는 Optimus를 포함하여 다른 비교 제품보다 높은 처리량을 보였습니다. 이 부문에서 우려를 불러일으킨 한 가지 영역은 테스트가 시작된 지 XNUMX시간 이상 지나서 성능이 크게 떨어졌다가 복구되기 전에 급격히 떨어졌다는 것입니다.
100% 쓰기 웹 서버 사전 조건 테스트에서 평균 대기 시간으로 전환했을 때 SMART Optimus는 SanDisk Lightning에 이어 XNUMX위를 차지했지만 테스트 중간에 대기 시간이 크게 증가했습니다.
최대 응답 시간을 비교하면 SMART Optimus는 대부분의 테스트에서 250ms 미만으로 측정되어 사전 조정 단계 기간 동안 상당히 잘 작동했습니다. 테스트의 한 단계에서 멈췄을 때 54,689ms를 측정했지만 한 번의 엄청난 스파이크가 있었습니다.
웹 서버 사전 조건 테스트에서 Optimus의 지연 시간 표준 편차는 스파이크를 제외하고는 우수했습니다.
웹 서버 테스트의 나머지 부분에서는 다시 100% 읽기 작업으로 전환합니다(전제 조건은 100% 쓰기임). 이 테스트에서 가장 낮은 2T/2Q 및 2T/4Q 로드를 제외하고 SMART Optimus SSD가 가장 높은 처리량을 제공했으며 Toshiba MKx001GRZB가 그 뒤를 이었습니다.
SMART Optimus의 평균 응답 시간은 SLC SSD 그룹을 지배하는 웹 서버 프로필의 100% 읽기 세그먼트에서 뛰어났습니다.
웹 서버 프로필의 사전 조건화 단계에서 최고 응답 시간은 SMART Optimus에서 더 좋았을 수 있지만, 100% 읽기 세그먼트에서 새로운 잎사귀로 전환하여 대기 시간 스파이크가 가장 낮은 Hitachi SSD400S.B에 이어 XNUMX위를 차지했습니다.
QD100보다 로드가 더 높은 SATA 기반 Micron RealSSD P300을 제외하고 테스트한 SLC 기반 드라이브에 대한 32% 읽기 활동이 매우 낮은 영향을 미쳤기 때문에 이 그룹의 각 드라이브는 예외적으로 일관된 표준 편차를 보였습니다. 테스트 과정에서 Toshiba eSSD는 Optimus보다 약간 우위에 있었습니다.
맺음말
SMART Storage Systems Optimus는 지금까지 점점 더 경쟁이 치열해지는 시장에서 성능 관점에서 사라질 수 있는 SandForce 기반 SSD로 이름을 올린 회사의 데뷔작입니다. 성공하려면 SSD 공급업체는 고유한 IP 또는 엔지니어링으로 차별화해야 하며, 이것이 바로 SMART가 여기서 한 일입니다. 그들은 NAND 팹을 소유하고 있지 않지만, Optimus로 엄청난 내구성과 성능을 이끌어낼 수 있는 NAND를 처리하고 주소 지정하기 위한 맞춤형 컨트롤러와 독점 방법을 중심으로 자체 펌웨어 빌드를 만들었습니다.
직관적인 MLC 및 eMLC 기반 비교 가능한 SSD에 공평하게 하기 위해 이 리뷰에 대한 컴포지션을 SLC 전용으로 조정했습니다. 그리고 그럴 만한 이유가 있습니다. Optimus는 지금까지 연구실에서 사용했던 거의 모든 SATA 또는 SAS 드라이브를 압도합니다. 우리가 비교한 SLC 드라이브 중 일부는 수년 동안 시장에 출시되었지만 이것이 Optimus에 의해 거칠어지는 대기업의 선도적인 엔터프라이즈 제품이라는 사실을 바꾸지는 않습니다. Optimus는 벤치마크에서 4K, 8K 70/30 및 웹 서버 워크로드에서 최고의 자리를 차지했습니다. 8K 70/30 워크로드와 같은 영역에서 성능은 더 나은 평균 및 피크 대기 시간을 포함하여 경쟁 SLC 모델보다 훨씬 높습니다.
그러나 Optimus에도 결함이 없는 것은 아닙니다. 드라이브가 거의 55초 동안 일시 중지되는 사전 조정 실행 중 대기 시간이 상당히 크게 급증했습니다. 이 활동은 다른 테스트에서 반복되지 않았으며 사전 조건화 단계 이후의 최종 100% 읽기 활동에도 영향을 미치지 않았습니다. 소비자용 MLC NAND를 SLC 경쟁 제품에 필적하는 성능 및 내구성 수준으로 끌어올린 최초의 제품으로서 시장에 출시된 새로운 제품의 경우, 성능이 한두 가지 눈 깜짝할 사이에 나타나는 것은 그리 놀라운 일이 아닙니다. 이러한 나머지 문제의 대부분은 향후 펌웨어 개정판에서 해결되거나 우리만큼 드라이브에 스트레스를 주지 않는 대부분의 설치에서 대부분 나타나지 않을 것으로 예상됩니다.
장점
- MLC 드라이브를 SLC 경쟁업체보다 앞서게 하는 매우 유능한 펌웨어/소프트웨어 스택
- 매우 빠르며 거의 모든 범주에서 최상위 엔터프라이즈 제품을 선도합니다.
- 콤팩트한 9.5mm 폼 팩터에서 뛰어난 열 성능을 제공하는 뛰어난 디자인
단점
- 웹 서버 사전 조건 테스트에서 긴 대기 시간 일시 중지가 발견되었습니다.
히프 라인
SMART 스토리지 시스템 Optimus는 10년 보증 수명 동안 매일 XNUMX회의 전체 드라이브 쓰기 내구성을 제공합니다. MLC 기반 드라이브의 견고한 내구성은 확실하지만 Optimus가 제공하는 SLC를 능가하는 성능은 벤치마크의 절반 이상에서 XNUMX위를 차지했습니다.
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