Recenzja dysku SSD HGST Ultrastar SN100 Series 2.5″ NVMe

by StorageReview Enterprise Lab on July 1, 2016

Enterprise ◇ SSD

Pod koniec zeszłego roku testowaliśmy dysk HGST SN150 i uznaliśmy go za solidny, wydajny dysk NVMe. Model SN100 jest odpowiednikiem dysku 2.5" i, podobnie jak SN150, jest dostępny w pojemnościach do 3.2 TB. Celem HGST jest ułatwienie wdrażania technologii NVMe, oferując szeroki wybór formatów i pojemności, aby sprostać większości potrzeb. Seria HGST Ultrastar SN100 została zaprojektowana specjalnie dla profesjonalistów z branży centrów danych, którzy potrzebują wysokiej wydajności aplikacji przy niskim całkowitym koszcie posiadania (TCO). Chociaż obsługa dysków 2.5" NVMe nie dorównuje standardowi SAS w przedsiębiorstwach, korzyści wynikające z możliwości serwisowania z przodu serwera są priorytetem dla tych, którzy poszukują znanego modelu wdrożenia dla aplikacji wrażliwych na opóźnienia.

HGST podaje, że SN100 ma identyczne parametry wydajnościowe jak SN150 i podkreśla, że ich dysk NVMe zapewni spójną wydajność dla wszystkich obciążeń aplikacji przez cały okres eksploatacji dysku SSD. W tym celu SN100 oferuje wydajność do 310 000 losowych operacji wejścia/wyjścia (I/O), a prędkości sekwencyjnego odczytu i zapisu powinny osiągnąć odpowiednio 3 GB/s i 1.6 GB/s.

HGST SN150 obsługuje również rozruch przez UEFI. To nie tylko przyspiesza rozruch i wybudzanie ze stanu hibernacji, ale także zwiększa bezpieczeństwo, chroniąc proces rozruchu przed atakami bootkit. Ponadto dysk HGST NVMe oferuje zaawansowane zarządzanie energią i niezawodność klasy korporacyjnej, na którą składają się: RAID z obsługą pamięci Flash, kompleksowa ochrona ścieżek danych, zaawansowana korekcja błędów (ECC), funkcja Secure Erase oraz ochrona przed awarią zasilania.

Dysk SN100 objęty jest 5-letnią gwarancją i dostępny jest w wersjach o pojemności 800 GB, 1.6 TB i 3.2 TB.

Specyfikacja dysku SSD HGST SN100 NVMe

Konfiguracja
Domyślne pojemności (GB): 3200 / 1600 / 800
Zakres pojemności (min.-maks. GB): 2240-3820 / 1120-1910 / 560-955
Interfejs: PCIe 3.0 x4 (8639)
Współczynniki kształtu: dysk SFF 2.5 cala
Wydajność:
- Przepustowość odczytu (maks. MB/s, sekwencyjnie 128 kb): 3000 / 3000 / 2600
- Przepustowość zapisu (maks. MB/s, sekwencyjnie 128 kb): 1600 / 1600 / 1400
- Odczyt IOPS (maks. IOPS, losowe 4k): 385 000 / 385 000 / 330 000
- Zapis IOPS (maks. IOPS, losowe 4k): 75 000 / 75 000 / 42 000
- Mieszane IOPS (70/30 R/W, losowe 4k): 310 000 / 310 000 / 190 000
- Odczyt IOPS (maks. IOPS, losowe 8k): 385 000 / 385 000 / 330 000
- Zapis IOPS (maks. IOPS, losowe 8k): 75 000 / 75 000 / 42 000
- Opóźnienie 512B (μs): 20 / 20 / 20
Niezawodność
- MTBF4 (mln godzin): 2.0
- Roczny wskaźnik awaryjności (AFR): 0.44% 0.44%
- Wytrzymałość: 3 DW/D
Gwarancja: 5 Lata
Fizyczny
- Wymiary bez uchwytu (mm): 100.45 x 69.85 x 15
- Waga bez uchwytu (g): 177 / 174 / 166
Środowiskowy
- Pobór mocy (aktywność/bezczynność): 25 W / 8 W
- Temperatura pracy: od 0 ° do 70 ° C
- Temperatura przechowywania: od -40° do 70°C
Przepływ powietrza (LFM): 300
Ograniczanie termiczne: obsługiwane
Monitorowanie temperatury: w paśmie i poza pasmem za pomocą SMBus
Technologia PowerSafe® Ochrona danych w przypadku zaniku zasilania
Obsługiwane ograniczanie mocy
Szyny zasilania: 3.3 V AUX, szyna zasilania 12 V
Zgodność z JEDEC: 3-miesięczne utrzymanie w temperaturze 40°C po zakończeniu okresu użytkowania
Systemy operacyjne
- Linux RHEL 6/7, SLES 12, CentOS 6/7, Open SUSE 12
- Windows Microsoft Server 2008 R2, Windows 2012, Windows 2012 Server
Oprogramowanie:
- Menedżer urządzeń HGST (HDM): HDM 3.1 (CLI)
- Standard NVMe: 1.1a
Normy produkcyjne: Penang, Malezja Certyfikat ISO 9001:2008, certyfikat ISO 14001:2004

Projektowanie i budowa

Podobnie jak większość dysków klasy enterprise, SN100 ma bardzo prostą konstrukcję. SN100 to dysk SFF 2.5” w czarnej metalowej obudowie. Z przodu dysku znajduje się naklejka z informacjami, takimi jak numer modelu i pojemność, a także logo HGST po prawej stronie.

Boki napędu posiadają otwory na śruby montażowe, a na obu końcach znajdują się otwory wentylacyjne umożliwiające pasywne chłodzenie.

Spód dysku również nie jest niczym szczególnym, znajduje się na nim tylko mała naklejka z numerem seryjnym i numerem producenta.

Testowanie tła i porównań

Laboratorium testowe StorageReview Enterprise oferuje elastyczną architekturę do przeprowadzania testów porównawczych urządzeń pamięci masowej klasy enterprise w środowisku porównywalnym z tym, z jakim administratorzy spotykają się w rzeczywistych wdrożeniach. Laboratorium testowe Enterprise obejmuje różnorodne serwery, sieci, urządzenia do kondycjonowania zasilania i inną infrastrukturę sieciową, co pozwala naszym pracownikom na stworzenie rzeczywistych warunków i dokładną ocenę wydajności podczas testów.

Uwzględniamy te informacje dotyczące środowiska laboratoryjnego i protokołów w recenzjach, aby specjaliści IT i osoby odpowiedzialne za pozyskiwanie pamięci masowej mogli zrozumieć warunki, w jakich osiągnęliśmy poniższe rezultaty. Żadna z naszych recenzji nie jest opłacana ani nadzorowana przez producenta testowanego sprzętu. Dodatkowe informacje na temat laboratorium testowego StorageReview Enterprise Test Lab oraz przegląd jego możliwości sieciowych są dostępne na odpowiednich stronach.

Porównamy dysk HGST SN100 z dyskami SSD NVMe Intel P3700 , Memblaze PBlaze4 i Samsung XS1715 2.5”.

Analiza obciążenia aplikacji

Aby zrozumieć charakterystykę wydajności korporacyjnych urządzeń pamięci masowej, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji występujących w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze pierwsze testy porównawcze dla HGST Ultrastar SN100 2.5” to wydajność MySQL OLTP w SysBench oraz wydajność Microsoft SQL Server OLTP z symulowanym obciążeniem TCP-C. W przypadku obciążeń aplikacji, każdy dysk będzie obsługiwał 2–4 identycznie skonfigurowane maszyny wirtualne.

Protokół testowania OLTP dla Microsoft SQL Server firmy StorageReview wykorzystuje aktualną wersję roboczą testu Benchmark C (TPC-C) opracowanego przez Transaction Processing Performance Council – internetowego testu porównawczego przetwarzania transakcji, który symuluje działania występujące w złożonych środowiskach aplikacji. Test TPC-C jest bliższy niż syntetyczne testy wydajnościowe, jeśli chodzi o ocenę mocnych stron i wąskich gardeł infrastruktury pamięci masowej w środowiskach baz danych. Każda instancja maszyny wirtualnej SQL Server, którą testujemy w ramach tego testu, korzysta z bazy danych SQL Server o pojemności 333 GB (w skali 1,500) i mierzy wydajność transakcyjną oraz opóźnienia przy obciążeniu 15 000 użytkowników wirtualnych.

Jeśli chodzi o dane wyjściowe programu SQL Server, napęd HGST znalazł się na szczycie tabeli wyników z wynikiem TPS wynoszącym 3,157.79 i łączną wartością 3,157.47 TPS.

Wyniki średnich opóźnień w teście porównawczym SQL Server dla 15 tys. użytkowników pokazały podobną sytuację. W tym przypadku HGST ponownie znalazł się na szczycie tabeli liderów (wraz z dyskami Samsunga i Intela), uzyskując opóźnienie na poziomie 7.0 ms we wszystkich kolumnach.

Kolejny test porównawczy aplikacji dotyczy bazy danych Percona MySQL OLTP, mierzonej za pomocą SysBench. Test ten mierzy średnią liczbę transakcji na sekundę (TSP), średnie opóźnienie oraz średnie opóźnienie na poziomie 99. percentyla. Percona i MariaDB korzystają z interfejsów API aplikacji obsługujących pamięć flash Fusion-io w najnowszych wersjach swoich baz danych, jednak na potrzeby tego porównania testujemy każde urządzenie w jego „starszych” trybach blokowej pamięci masowej.

W teście średniej liczby transakcji na sekundę, HGST SN100 2.5” uplasował się w środku stawki ze średnim wynikiem 5,650.83 TPS. Wyniki poszczególnych maszyn wirtualnych wahały się od 1,408.4 TPS do 1,416.8 TPS.

Analizując średnie opóźnienia, dysk HGST ponownie znalazł się w środku stawki (choć w odległości 1.5 ms od lidera), z indywidualnymi maszynami wirtualnymi działającymi w przedziale od 22.58 ms do 22.72 ms i łącznym opóźnieniem 22.65 ms. Dysk Intel uzyskał najlepsze wyniki z łącznym opóźnieniem 22.15 ms.

Jeśli chodzi o najgorszy scenariusz opóźnienia MySQL (opóźnienie na poziomie 99. percentyla), HGST SN100 powrócił na szczyt tabeli liderów z maszynami wirtualnymi działającymi w przedziale od 45.38 ms do 58.00 ms, przy łącznym czasie wynoszącym zaledwie 45.38 ms.

Wniosek

Podsumowując, seria HGST Ultrastar SN100 to wydajny dysk NVMe, który doskonale sprawdza się w aplikacjach, które mogą korzystać z lokalnej pamięci masowej o niskim opóźnieniu. Jedną z najatrakcyjniejszych cech tego dysku jest łatwość wdrożenia; obsługa standardowych sterowników NVMe pozwala użytkownikom od razu rozpocząć pracę bez instalowania dodatkowego oprogramowania.

W naszym teście porównawczym SQL Server TPC-C, który analizuje dane wyjściowe SQL Server dla 15 000 użytkowników wirtualnych, dysk HGST znalazł się na szczycie tabeli wyników z wynikiem 3,157.79 TPS i łącznym wynikiem 3,157.47 TPS. Pod względem średniego opóźnienia, dysk SN100 ponownie przewodził stawce (oprócz dysków Samsung i Intel), osiągając opóźnienie na poziomie 7.0 ms dla wszystkich maszyn wirtualnych.

W naszych testach Sysbench zaobserwowaliśmy wysoką wydajność dysku SN100 2.5”. W benchmarku średniej liczby transakcji na sekundę, dysk HGST SN100 2.5” uplasował się w środku stawki, osiągając średnią wartość 5,650.83 TPS. Przechodząc do średniego opóźnienia w tym samym teście, HGST ponownie znalazł się w środku stawki, z czasem oczekiwania pojedynczych maszyn wirtualnych wynoszącym od 22.58 ms do 22.72 ms i łącznym opóźnieniem wynoszącym 22.65 ms. Wyniki naszego najgorszego testu opóźnień MySQL (99. percentyl opóźnienia) pokazały, że dysk HGST SN100 ponownie znalazł się na szczycie tabeli, z czasem oczekiwania maszyn wirtualnych wynoszącym od 45.38 ms do 58.00 ms, a łącznym opóźnieniem wynoszącym zaledwie 45.38 ms.

ZALETY