도시바 HK3R2 검토

by StorageReview 엔터프라이즈 랩 on 2014 년 12 월 5 일

기업 ◇ SSD

도시바 HK3R2 시리즈 는 도시바의 새로운 고성능 엔터프라이즈 SSD 라인업으로, HK3R eSSD 제품군의 직접적인 후속 모델입니다. 특히 읽기 작업 부하에 최적화된 HK3R2는 2.5인치 폼팩터에 최대 960GB 용량을 제공하며, SATA 6Gb/s 인터페이스를 지원하고 도시바의 2세대 A19nm MLC NAND를 활용합니다. 또한, HK3R2는 완전한 전원 손실 및 종단 간 보호 기능과 함께, NAND 플래시 메모리 마모로 인한 데이터 손상을 방지하는 독자적인 QSBC(Quadruple Swing-By Code) 오류 수정 기술을 포함한 필수적인 엔터프라이즈 기능을 갖추고 있습니다. 도시바는 이번 주에 HK3R2의 후속 모델인 HK3E2도 함께 발표했는데, 이 제품은 가성비를 중시하는 고부하 작업용 SSD를 찾는 기업을 대상으로 합니다.

HK3R2가 설계한 읽기 집약적인 애플리케이션 및 워크로드에는 읽기 캐싱, 비디오 스트리밍 및 데이터 센터 스토리지가 포함됩니다. 이와 같이 Toshiba는 500MB/s의 모든 용량에 대해 매우 인상적인 읽기 속도와 4 IOPS의 우수한 임의 75,000K 읽기 성능(모든 용량에 대해)을 인용했습니다. 즉, 쓰기 속도와 성능은 용량에 따라 다르며 순차 쓰기 속도는 120GB의 경우 120MB/s, 270GB의 경우 240MB/s, 400GB와 480GB 모두 960MB/s입니다. 무작위 성능은 4,000GB의 경우 120 IOPS, 10,000GB의 경우 240 IOPS, 12,000GB의 경우 480 IOPS, 14,000GB의 경우 960 IOPS를 자랑하는 것으로 인용됩니다. Toshiba는 또한 HK3R2를 대상 사용 사례에 대해 상당히 내구성이 있도록 구축하여 임의의 4K 워크로드에서 하루에 하나의 드라이브 쓰기를 지원합니다.

Toshiba HK3R2 시리즈는 120년 보증과 함께 240GB, 480GB, 960GB 및 5GB 용량으로 제공됩니다. 우리의 검토는 4x960GB 모델에 대한 것입니다.

HK3R2 사양

드라이브 용량:
- 120GB
- 240GB
- 480GB
- 960GB
NAND 기술: Toshiba A19nm MLC
드라이브 인터페이스: SATA 3.2(6.0Gbit/s, 3.0Gbit/s, 1.5Gbit/s)
논리 블록(LBA): 512B
4KiB 임의 읽기(지속): 75,000 IOPS
4KiB 임의 쓰기(지속):
- 4,000 IOPS(120GB)
- 10,000 IOPS(240GB)
- 12,000 IOPS(480GB)
- 14,000 IOPS(960GB)
64KiB 순차 읽기(지속): 500MiB/s
64KiB 순차 쓰기(지속):
- 120MiB/초(120GB)
- 270MiB/초(240GB)
- 400MiB/초(480GB)
- 400MiB/초(960GB)
제품 수명: 5년
- 전원 요구 사항
- 전압: 5V(+/- 5%)
- 소비 전력: 4.5W(일반)
- 에너지 소비 효율 16,600 IOPS/W
치수(W)x(D)x(H): 69.85mm x 100.45mm x 7.0mm
무게 : 60 그램
신뢰성 :
- 가용성(시간/일 x 일/주): 24 x 7
- 지구력 – 쓴 총 바이트 수:
  - 220TB(120GB)
  - 440TB(240GB)
  - 880TB(480GB)
  - 1,760TB(960GB)
보증: 5년

설계 및 구축

Toshiba HK3R2는 모든 용량에 대해 7mm z 높이 폼 팩터 스탬핑 알루미늄 바디를 사용합니다. 대부분의 기업용 드라이브가 그렇듯이 디자인 면에서도 군더더기가 없습니다. 바코드, 드라이브 사양, 인증 및 지정을 포함한 기타 정보가 포함된 제품 스티커가 드라이브에 부착되어 있습니다. HK3R2는 SATA 6.0Gb/s 인터페이스를 사용합니다.

측면 프로필에는 Toshiba HK3R2를 쉽게 장착할 수 있는 XNUMX개의 나사 구멍이 있습니다.

덮개를 제거하는 것은 매우 쉽습니다. 나사 4개를 제거하고 상단을 들어 올리면 됩니다. 960GB 검토 모델은 Toshiba 브랜드 컨트롤러를 사용하고 스토리지는 Toshiba의 A19nm MLC NAND 다이 패키지에서 가져옵니다.

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.

SAS 및 SATA 엔터프라이즈 SSD는 Lenovo ThinkServer RD630 기반의 2세대 엔터프라이즈 테스트 플랫폼에서 벤치마킹됩니다 . 이 테스트 플랫폼에는 LSI 9207-8i HBA와 같은 최신 인터커넥트 하드웨어와 최적의 플래시 성능을 위한 I/O 스케줄링 최적화 기능이 포함되어 있습니다. 합성 벤치마크에는 Linux용 FIO 버전 2.0.10과 Windows용 버전 2.0.12.2를 사용합니다 .

2 x Intel Xeon E5-2620(2.0GHz, 15MB 캐시, 6코어)
인텔 C602 칩셋
메모리 – 16GB(2GB 8개) 1333Mhz DDR3 등록 RDIMM
Windows Server 2008 R2 SP1 64비트, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64비트
- 100GB Micron RealSSD P400e 부트 SSD
LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(부팅 SSD용)
LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(SSD 또는 HDD 벤치마킹용)
Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0 어댑터
Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 어댑터

애플리케이션 워크로드 분석

엔터프라이즈 스토리지 장치의 성능 특성을 이해하기 위해서는 실제 운영 환경에서 발견되는 인프라 및 애플리케이션 워크로드를 모델링하는 것이 필수적입니다. 따라서 Toshiba HK3R2에 대한 첫 번째 벤치마크 세 가지는 MarkLogic NoSQL 데이터베이스 스토리지 벤치마크 , SysBench를 통한 MySQL OLTP 성능 , 그리고 시뮬레이션된 TCP-C 워크로드를 사용한 Microsoft SQL Server OLTP 성능 입니다.

NoSQL 데이터베이스에는 200개의 데이터베이스 노드에 약 650GB의 공간이 필요하므로 MarkLogic NoSQL 데이터베이스 환경에는 가용 용량이 최소 24GB인 30개의 SSD 그룹이 필요합니다. 우리의 프로토콜은 SCST 호스트를 사용하고 데이터베이스 노드당 하나씩 할당된 JBOD의 각 SSD를 제공합니다. 테스트는 36회 간격으로 반복되며 총 XNUMX~XNUMX시간이 소요됩니다. MarkLogic은 각 SSD의 총 평균 대기 시간과 간격 대기 시간을 기록합니다.

MarkLogic NoSQL 데이터베이스 벤치마크를 사용한 전체 평균 지연 시간 테스트에서 HK3R2는 2.122ms로 SATA SSD 그룹에서 1위를 차지하며 매우 뛰어난 성능을 보여주었습니다 .

NoSQL 벤치마크 동안 대부분의 작업에 대한 대기 시간 결과는 12ms 미만입니다. 그러나 HK3R2는 테스트가 끝날 무렵 약간의 스파이크를 보였습니다. 이것은 특이한 SSD가 아니므로 놀라지 않았습니다.

Toshiba HK3R2는 1,650개의 스레드 워크로드에서 초당 약 32개의 트랜잭션으로 MySQL 벤치마크에서 리더보드(처음부터 끝까지) XNUMX위를 유지했습니다.

다음 애플리케이션 벤치마크는 SysBench를 사용하여 측정한 Percona MySQL OLTP 데이터베이스 입니다. 이 구성에서는 Lenovo ThinkServer RD630 여러 대를 데이터베이스 클라이언트로 사용하고 데이터베이스 환경은 단일 드라이브에 저장합니다. 이 테스트는 2~32개의 스레드 범위에서 평균 TPS(초당 트랜잭션 수), 평균 지연 시간, 그리고 평균 99번째 백분위수 지연 시간을 측정합니다. Percona와 MariaDB는 최신 데이터베이스 릴리스에서 Fusion-io 플래시 인식 애플리케이션 API를 사용하지만, 이 비교를 위해 각 장치를 "레거시" 블록 스토리지 모드로 테스트합니다.

다시 말하지만, HK3R2는 평균 대기 시간이 가장 낮고 SM853T를 능가하는 뛰어난 성능을 자랑했습니다.

최악의 MySQL 대기 시간 시나리오에서 Toshiba HK3R2는 팩 중간에 결과를 게시했습니다. 여기서 최고의 성능을 발휘한 것은 삼성 PM853T였습니다.

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. 당사의 SQL Server 프로토콜은 685GB(3,000 스케일) SQL Server 데이터베이스를 사용하며 30,000 VU 부하에서 트랜잭션 성능과 지연 시간을 측정합니다.

HK3R2의 SQL Server 출력 TPS는 드라이브 중 최고의 성능을 자랑했지만 대부분의 비교 제품은 모두 비슷한 결과를 보였습니다.

SQL에 대한 평균 대기 시간을 살펴보면 HK3R2가 전체 평균 대기 시간이 845ms에 불과해 테스트된 모든 드라이브를 능가했습니다(Samsung 12DC Pro 제외).

합성 워크로드 분석

당사의 합성 벤치마크 프로토콜은 각각 대상 스토리지를 테스트에 사용될 동일한 워크로드로 안정적인 상태로 사전 준비하는 것으로 시작합니다. 사전 준비 프로세스는 스레드당 16개의 대기열을 가진 16개의 스레드로 구성된 높은 부하를 사용합니다.

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 비교되는 각 장치는 여러 스레드/대기열 깊이 프로필에서 테스트되어 사용량이 적은 경우와 사용량이 많은 경우의 성능을 보여줍니다. Toshiba HK3R2에 대한 합성 워크로드 분석은 제조업체 사양 및 벤치마크에서 널리 사용되는 4k 및 8k 프로파일을 사용합니다.

4k 프로필
- 100% 읽기 및 100% 쓰기
8K 프로필
- 70% 읽기, 30% 쓰기
- 100% 8K

4K 사전 컨디셔닝 프로세스 중에 HK3R2는 80분에 가까운 처리량의 지속적인 하락을 보여 24,000 IOPS 표시 바로 아래에서 끝나는 엄청난 버스트 결과를 보여주었습니다.

HK3R2는 사전 조건 평균 대기 시간에서 차트에서 XNUMX위에서 꼴찌였습니다. 다시 한 번 강하게 시작했지만 벤치마크 전체에서 대기 시간이 꾸준히 증가했습니다. 즉, 대기 시간이 급격하게 증가하지 않았고 꽤 일관성이 있었습니다.

최대 대기 시간 벤치마크에서 메이저는 벤치마크 전반에 걸쳐 크게 급증했습니다. Samsung 845DC Pro는 여기에서 단연 최고의 드라이브였습니다.

HK3R2는 4k 사전 조건 테스트의 표준 편차 부분에서 XNUMX위를 차지했지만 눈에 띄는 스파이크는 감지되지 않았습니다.

4K 처리량을 살펴보면 Toshiba HK3R2가 75,899 IOPS로 최고의 읽기 처리량을 자랑하면서 최고의 형태로 돌아왔습니다(Samsung 845DC Pro는 74,900 IOPS로 바로 뒤를 이었습니다). 즉, 새로운 Toshiba 드라이브는 19,055DC Pro가 845 IOPS로 압도적인 49,888위를 기록하면서 수준 이하의 쓰기 성능(XNUMX IOPS)을 기록했습니다.

평균 대기 시간으로 이동하면 Toshiba HK3R2가 다시 한 번 최고의 읽기 성능을 보였지만 쓰기 범주에서 상당히 떨어졌습니다. 쓰기 대기 시간의 최고 성능은 다시 한 번 Samsung 845DC Pro였습니다.

HK3R2는 최대 대기 시간의 읽기 열에서 인상적인 성능을 계속 유지했으며 차트에서 20.13위를 차지하기 위해 845ms에 불과했습니다. Samsung 33.29DC Pro는 최대 쓰기 대기 시간이 XNUMXms로 가장 좋았습니다.

표준편차를 살펴보면 HK3R2는 1.60ms로 하위 수준의 쓰기 성능을 기록했지만 8.16ms로 최고 읽기 성능을 유지했습니다. 당연히 Samsung 845DC Pro는 2.62ms에 불과한 최고의 쓰기 대기 시간을 가졌습니다.

다음 워크로드는 8%의 읽기 작업과 70%의 쓰기 작업 비율로 30k 전송을 사용합니다. 여기에서 HK3R2는 180분 표시까지 가장 일관된 성능을 보였으며 약간 떨어졌고 31,200 IOPS 표시 바로 아래에서 845위를 기록했습니다. 여기서 전체 최고 성능은 Samsung XNUMXDC Pro였습니다.

8k 70/30 사전 조건에 대한 표준 편차 계산은 Toshiba HK3R2가 8ms 대기 시간 표시 주위를 맴도는 테스트가 끝날 때까지 다시 한 번 XNUMX위를 차지했음을 보여줍니다.

3k 2/8 사전 조정 중에 HK70R30에 대한 최대 대기 시간 결과를 보면 드라이브가 테스트 내내 큰 스파이크와 함께 최대 140ms까지 진동했습니다.

8k 70/30 프리컨디셔닝에 대한 표준 편차 계산 결과, HK3R2는 최종적으로 뒤에서 세 번째 순위를 기록했습니다. 하지만 180분경에 한 차례 큰 폭의 변동이 있었을 뿐, 전반적으로 비교적 안정적인 성능을 보여준 드라이브 중 하나였습니다.

드라이브가 사전 조정되면 8k 70/30 처리량 벤치마크는 워크로드 강도를 2개의 스레드 및 2개의 대기열에서 최대 16개의 스레드 및 16개의 대기열로 변경합니다. 처리량 벤치마크에서 HK3R2는 약 24,000IOPS에 달하는 중간 수준의 수치를 게시했습니다. Samsung 845DC Pro는 최고 IOPS 35,000으로 우위를 이어갔습니다.

평균 지연 시간 테스트에서 Toshiba HK3R2는 지연 시간이 높은 그룹에 속하며 전체 4위를 기록했습니다. 지연 시간이 가장 낮은 세 개의 드라이브 중에서는 845DC Pro가 다른 제품들을 근소한 차이로 앞섰습니다.

우리의 8k 70/30 최대 대기 시간 벤치마크에서 HK3R2는 다시 팩의 맨 아래에 가까웠지만 드라이브를 수행하는 마지막 위치(OCZ Intrepid 3600) 근처에는 없었습니다. Intel DC S3700은 최대 대기 시간을 위한 최고의 전체 드라이브였습니다.

우리의 마지막 테스트는 표준 편차를 살펴봅니다. 여기에서 HK3R2는 16T16Q 마크로 9ms가 넘는 최악의 성능 드라이브였습니다.

맺음말

Toshiba HK3R2 시리즈 엔터프라이즈급 SSD는 최대 960GB 용량의 읽기 집약적 워크로드용으로 설계되었습니다. SATA 6.0Gb/s 인터페이스를 지원하고 19세대 Toshiba AXNUMXnm MLC NAND를 사용하며 전원 손실 보호, 엔드 투 엔드 데이터 경로 보호 및 QSBC 오류 수정 기능을 제공합니다. 기업.

응용 프로그램 성능을 살펴보면 HK3R2는 전반적으로 환상적인 동급 최고의 결과를 게시했습니다. MarkLogic NoSQL 데이터베이스 환경 및 SysBench 테스트에서 새로운 Toshiba 엔터프라이즈 드라이브는 99번째 백분위수 테스트를 제외한 모든 범주에서 최고의 성능을 보였습니다. 이는 SQL Server 출력 벤치마크에서 매우 인상적인 평균 대기 시간으로 헤드라인을 장식했습니다. 다른 어떤 드라이브보다 7ms 더 견고했으며, 이전 동급 최고의 Samsung 845DC Pro는 이를 달성한 유일한 다른 드라이브였습니다.

실제 조건을 반영하는 데 덜 유용한 것으로 입증된 합성 테스트로 전환했을 때 Toshiba HK3R2 SSD는 주로 읽기 활동 열(쓰기 점수)에서 4K 100% 읽기/쓰기 테스트에서 우위를 유지했습니다. 비교한 다른 엔터프라이즈 SSD에 비해 실제로 상당히 약했습니다). 8k 70/30 벤치마크의 사전 조건에 관해서는 성능이 떨어졌고 지속적으로 처리량과 대기 시간에서 팩의 최하위권에 랭크되었습니다. 그러나 우리가 지적한 것처럼 드라이브가 애플리케이션 테스트에서 그룹을 완전히 지배할 때 더 느린 합성 결과는 그다지 중요하지 않습니다.

최종 결과는 Toshiba HK3R2가 엔트리 엔터프라이즈 SSD 범주에서 새로운 성능 표준을 설정하고 애플리케이션 테스트와 대부분의 합성 영역에서도 경쟁업체를 정기적으로 파견하는 것입니다. 드라이브와의 유일한 절충점은 하루에 하나의 드라이브 쓰기라는 겸손한 내구성 등급이지만 구매 프로세스의 일부입니다. 내구성을 포기함으로써 드라이브는 놀라운 처리량을 구동하면서 비용 효율적일 수 있습니다. 이는 엔터프라이즈 플래시 시장이 고객의 요구와 사용 프로필에 따라 계속해서 성숙하고 계층화되는 사례일 뿐입니다.

장점