Recenzja dysku SSD HGST Ultrastar SSD800MM Enterprise

Dysk SSD HGST Ultrastar SSD800MM klasy enterprise to drugi dostępny na rynku dysk SSD z interfejsem SAS o przepustowości 12 Gb/s, wyposażony we współtworzony kontroler Intel/HGST oraz 25-nm układ MLC NAND. Dysk SSD800MM, który, jak sama nazwa wskazuje, oferuje pojemność do 800 GB, należy do nowej rodziny dysków HGST. Pozostałe dyski SSD w tej serii to SSD800MH i SSD1000MR, a cała linia została zaprojektowana z myślą o najbardziej wymagających aplikacjach, takich jak analiza dużych zbiorów danych, handel wysokoczęstotliwościowy, bankowość internetowa i przetwarzanie w chmurze. Co więcej, dysk SSD800MM został zaprojektowany z myślą o energooszczędności, oferując możliwość wyboru poboru mocy 9 W lub 11 W, co pozwala na optymalizację zużycia energii lub wydajności.

Trzy dyski w nowej rodzinie 12 Gb/s SAS różnią się najbardziej pod względem wytrzymałości i wydajności. Ultrastar SSD800MM, który testujemy, ma wytrzymałość do 10 pełnych zapisów dysku dziennie (DW/D) przez pięć lat, podczas gdy najbardziej wytrzymały model SSD800MH ma wytrzymałość 25 DW/D, a oszczędny SSD1000MR ma wytrzymałość 2 DW/D. Poza tym, SSD800MM ma wytrzymałość zapisu do 14.6 PB w porównaniu do 36.5 PB w SSD800MM. Nie tylko wytrzymałość odróżnia te najnowocześniejsze dyski SSD od siebie. Odpowiednie wartości IOPS dla odczytu i zapisu wynoszą: SSD800MH – 145 000/100 000; SSD800MM – 145 000 IOPS/70 000 zapisu; SSD1000MR – 145 000/20 000.

Jak wspomnieliśmy w naszej recenzji dysku SSD Toshiba PX02SM , ten dysk, jak i dysk SSD800MM, wchodzą na rynek już teraz, ponieważ karty HBA SAS 12 Gb/s wciąż nie trafiły na rynek. Oznacza to, że na razie wydajność będzie ograniczona przez dyski wykorzystujące wsteczną kompatybilność z interfejsem SAS 6 Gb/s, choć przepustowość przez ten interfejs nadal będzie wysoka. HGST twierdzi, że użytkownicy korzystający z 6 Gb/s nadal będą mogli liczyć na poprawę wydajności w zakresie małych bloków, a gdy rynek w pełni wykorzysta 12 Gb/s, transfery dużych bloków będą jeszcze bardziej imponujące.

HGST oferuje również dysk Ultrastar 12 Gb/s SAS SSD800MM z różnymi rodzajami szyfrowania lub bez szyfrowania. Organizacje będą miały nie tylko możliwość wyboru, ale również szyfrowania Trusted Computing Group (TCG), TCG + FIPS 140 lub skorzystania z funkcji kryptograficznego czyszczenia dysku, aby bezpiecznie go wyczyścić.

Dysk HGST Ultrastar SSD800MM jest już dostępny i objęty pięcioletnią gwarancją do 36.5 PB.

Specyfikacja HGST Ultrastar SSD800MM

• Możliwości
  • 200 GB (HUSMM8080ASS200)
  • 400 GB (HUSMM8040ASS200)
  • 800 GB (HUSMM8020ASS200)
  • Ostatnia liczba wskazuje, czy dysk obsługuje funkcję Cryptosanitize (0), szyfrowanie TCG (1), brak szyfrowania (4) lub szyfrowanie z certyfikatem TCG + FIPS (5).
• NAND: 25 nm MLC
• Interfejs: SAS 6 Gb/s i 12 Gb/s
• Wydajność
  • Odczyt sekwencyjny (ciągły): 1150 MB/s
  • Zapis sekwencyjny (podtrzymywany): 700 MB/s
  • Losowy odczyt 4k (IOPS): 120 000
  • Losowy zapis 4k (IOPS): 30 000
• Środowiskowy
  • Temperatura otoczenia: od 0° do 60°C
  • Wstrząs (fala półsinusoidalna): 1000G (0.5 ms); 500G (2 ms)
  • Wibracje losowe (G RMS): 2.16, wszystkie osie (5-700 Hz)
• Wytrzymałość TBW: 9.1 PB (200 GB), 18.3 PB (400 GB), 36.5 PB (800 GB)
• MTBF: 2 miliona godzin
• Wymiary (szer. x gł. x wys.): 70.1 mm x 100.6 mm x 15.0 mm
• Waga: 70g
• 5-letnia ograniczona gwarancja

Zaprojektuj i zbuduj

Podobnie jak większość wydajnych dysków SSD klasy korporacyjnej, Ultrastar SSD800MM ma 2.5-calowy format i 15 mm wysokości. Obudowa jest prosta i solidna, wykonana z trwałego metalu.

Na przedniej ściance dysku SSD800MM znajduje się standardowe złącze SAS do zasilania i przesyłania danych, kompatybilne ze standardem SAS 12 Gb/s i wstecznie kompatybilne ze standardem SAS 12 Gb/s.

Wewnątrz znajduje się kontroler SAS DB29AA11B0 12 Gb/s, współtworzony przez firmę Intel. Nasz testowy model o pojemności 400 GB posiada również 18 kości Intel MLC NAND, każda o pojemności 32 GB. Pojemność dysku wynosi zatem 576 GB, a po sformatowaniu 400 GB.

Testowanie tła i porównań

Dysk HGST Ultrastar SSD800MM wykorzystuje kontroler DB29AA11B0 (współmarkowy) firmy Intel oraz pamięć NAND MLC 25 nm z interfejsem obsługującym SAS 12 Gb/s. W niniejszej recenzji prezentujemy wydajność SAS 6 Gb/s na naszej ustabilizowanej platformie ThinkServer RD630 z kartą HBA LSI 9207-8i, a także wczesną wydajność SAS 12 Gb/s z wykorzystaniem wersji beta nowej karty HBA 9300-8e z niestandardowym kablem.

Porównywalne produkty do tej recenzji:

• Toshiba PX02SM (400 GB, kontroler TC58NC9036GTC (współmarkowy Marvell), Toshiba 24 nm eMLC NAND, SAS 12 Gb/s)
• Toshiba MKx001GRZB eSSD (400 GB, Marvell 88SS9032-BLN2, Toshiba 32 nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
• OCZ Talos 2 C (480 GB, kontroler SandForce SF-2282, Intel 25 nm MLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
• OCZ Talos 2 R (400 GB, kontroler SandForce SF-2500, Intel 25 nm MLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
• Hitachi SSD400M (400 GB, kontroler Intel EW29AA31AA1, pamięć Intel 25 nm eMLC NAND, SAS 6.0 Gb/s)
• Inteligentny Optimus (400 GB, kontroler innej firmy, Toshiba 34 nm MLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
• STEC s842 (seria s840) (800 GB, kontroler STEC 24950-15555-XC1, Toshiba MLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)

Wszystkie dyski SSD SAS/SATA klasy enterprise są testowane na naszej platformie testowej drugiej generacji dla przedsiębiorstw, opartej na serwerze Lenovo ThinkServer RD630 . Ta nowa platforma testowa oparta na systemie Linux zawiera najnowszy sprzęt połączeniowy, taki jak karta HBA LSI 9207-8i, a także optymalizacje harmonogramu operacji wejścia/wyjścia ukierunkowane na uzyskanie najlepszej wydajności pamięci flash. Do testów syntetycznych wykorzystujemy oprogramowanie FIO w wersji 2.0.10 dla systemu Linux i 2.0.12.2 dla systemu Windows.

• 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, pamięć podręczna 15 MB, 6 rdzeni)
• Chipset Intel C602
• Pamięć – 16 GB (2 x 8 GB) 1333 MHz DDR3 Registered RDIMM
• Windows Server 2008 R2 SP1 64-bitowy, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 64-bitowy
  • 100GB Micron RealSSD P400e Dysk SSD rozruchowy
• Karta HBA LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do rozruchowych dysków SSD)
• Karta HBA LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0 Gb/s (do testowania dysków SSD lub HDD)
• Karta HBA LSI 9300-8e SAS/SATA 12.0 Gb/s (do testowania wydajności wczesnych dysków SSD lub HDD SAS 12)
• Karta sieciowa Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0
• Karta sieciowa Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0

Niniejsza recenzja obejmuje ograniczony zakres wydajności dysku SSD800MM w trybie SAS 12 Gb/s, ponieważ wczesne sterowniki LSI MPT3SAS wymagane dla modelu 9300-8e nie działały na żadnej z naszych platform testowych dla przedsiębiorstw (czterech różnych dostawców serwerów) w systemie CentOS 6.2 ani CentOS 6.3. Udało nam się uruchomić sterowniki w środowisku Windows Server 2012, które wykorzystaliśmy do zebrania syntetycznych danych o wydajności dla segmentu SAS 12 Gb/s w niniejszej recenzji. W związku z tym wyniki nie są całkowicie porównywalne i należy je traktować jako zapowiedź technologii, a nie ostateczne dane o wydajności, ponieważ karta LSI oczywiście nie jest produktem finalnym i prawdopodobnie do momentu powszechnej dostępności kart HBA LSI 12 Gb/s SAS pojawi się wiele recenzji oprogramowania.

Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa

Wydajność pamięci flash zmienia się w fazie wstępnego kondycjonowania każdego urządzenia pamięci masowej. Nasz proces testowania pamięci masowej dla przedsiębiorstw rozpoczyna się od analizy działania dysku podczas dokładnego etapu wstępnego kondycjonowania. Każdy z porównywalnych dysków jest bezpiecznie kasowany za pomocą narzędzi producenta, wstępnie kondycjonowany do stanu ustalonego z tym samym obciążeniem, z jakim urządzenie będzie testowane, przy dużym obciążeniu 16 wątków i kolejce oczekujących 16 wątków na wątek, a następnie testowany w ustalonych odstępach czasu w wielu profilach głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu.

Wstępne kondycjonowanie i podstawowe testy stanu stacjonarnego:

• Przepustowość (łączna liczba operacji wejścia/wyjścia na sekundę odczytu i zapisu)
• Średnie opóźnienie (średnie opóźnienie odczytu i zapisu)
• Maksymalne opóźnienie (maksymalne opóźnienie odczytu lub zapisu)
• Odchylenie standardowe opóźnienia (uśrednione odchylenie standardowe odczytu i zapisu)

Nasza analiza obciążenia syntetycznego w przedsiębiorstwie obejmuje cztery profile oparte na rzeczywistych zadaniach. Profile te zostały opracowane, aby ułatwić porównywanie z naszymi poprzednimi testami porównawczymi, a także powszechnie publikowanymi wartościami, takimi jak maks. prędkość odczytu i zapisu 4k oraz 8k 70/30, powszechnie stosowana w dyskach korporacyjnych.

• 4k
  • 100% odczytu lub 100% zapisu
  • 100% 4k
• 8k 70/30
  • 70% czytania, 30% pisania
  • 100% 8k

Nasz pierwszy test mierzy 100% wydajność losowego zapisu 4k przy obciążeniu 16T/16Q. W tym ustawieniu, pulsacyjny charakter dysku HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s osiągnął 106 000 IOPS, a następnie ustabilizował się na poziomie około 65 000 IOPS, gdy dysk zbliżał się do stanu ustalonego. Obie wartości znacznie przewyższały konkurencję. Interfejs 12 Gb/s znacząco poprawił wydajność (35 000 IOPS) w przypadku dysku HGST, ale nie Toshiba PX02SM.

Przy dużym obciążeniu 16T/16Q, dysk HGST Ultrastar SSD800MM osiągnął czas 2.45 ms w trybie burst i wzrósł do około 3.9 ms w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Te wyniki ponownie pozostawiły konkurencję w tyle, a interfejs SAS 12 Gb/s ponownie okazał się przełomowy w trybie burst dla dysku HGST.

Porównując maksymalne opóźnienia między dyskami SSD, HGST Ultrastar SSD800MM charakteryzował się maksymalnym czasem reakcji w zakresie 16–24 ms w stanie ustalonym. Ten zakres był lepszy od konkurencji, podobnie jak zakres w stanie ustalonym. Dysk SSD800MM z interfejsem SAS 6 Gb/s charakteryzował się opóźnieniem większym o około 10 ms. Ponadto, w przypadku maksymalnego opóźnienia, dysk Toshiba PX02SM charakteryzował się około dwukrotnie niższym opóźnieniem z interfejsem 12 Gb/s w porównaniu z samym dyskiem o 6 Gb/s.

Przyglądając się bliżej spójności opóźnień w naszym losowym zapisie danych 4k, dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s zajął pierwsze miejsce z wynikiem zaledwie 1.2 ms, podczas gdy dysk Toshiba PX02SM 12 Gb/s był bliższy 3.5 ms. Oba dyski osiągnęły połowę odchylenia w porównaniu z dyskiem 6 Gb/s.

Po 6 godzinach wstępnego kondycjonowania dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s zaoferował losową wydajność odczytu 4k z wiodącym w swojej klasie wynikiem 149 697 IOPS i aktywnością zapisu na poziomie 65 272. Ponownie, dysk SSD800MM uzyskał najlepsze wyniki. Tym razem test 12 Gb/s wykazał znacznie wyższy wynik IOPS odczytu, ale podobny wynik IOPS zapisu.

Przy obciążeniu 16 wątków/16 kwantów, dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s oferował średnie opóźnienie losowego odczytu 4k na poziomie 1.71 ms i opóźnienie zapisu 3.92 ms. 12 Gb/s zapewniało średnie opóźnienie odczytu o 0.5 ms niższe, a zapisu o 5 ms niższe. Dysk Toshiba PX02SM osiągnął niemal takie same wyniki przy prędkościach 12 Gb/s i 6 Gb/s.

W przypadku maksymalnego opóźnienia, dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s został zdetronizowany, uzyskując odczyty z tyłu grupy i zapisy w środku grupy. Dysk 6 Gb/s wypadł w rzeczywistości lepiej. Tym razem dysk Toshiba PX02SM 12 Gb/s osiągnął opóźnienie o około połowę niższe niż w teście z 6 Gb/s.

Porównując spójność opóźnień, dysk HGST Ultrastar SSD800MM uzyskał najlepsze wyniki w zakresie spójności losowego odczytu i zapisu danych 4k, podobnie jak dysk Toshiba PX02SM. Oba dyski znacząco skorzystały na interfejsie 12 Gb/s; osiągnęły one niemal zerowe odchylenie standardowe opóźnienia odczytu.

W naszym kolejnym obciążeniu analizujemy profil 8k z mieszanym stosunkiem odczytu do zapisu 70/30. W tym ustawieniu dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s osiągnął największą przepustowość, zaczynając od około 95 000 IOPS w trybie burst, która spadła do około 64 000 IOPS w stanie stabilnym. Wydajność w trybie burst zapewniła około 40 000 IOPS więcej niż 6 Gb/s, chociaż podobnie jak w przypadku naszych testów 4k, różnica znacznie się zmniejszyła w stanie stabilnym. W tym przypadku 6 Gb/s było o 10 000 IOPS w tyle. Przewaga dysku Toshiba PX02SM 12 Gb/s była skromniejsza i wynosiła około 4,000 IOPS.

Średnie opóźnienie dysku HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s wyniosło 2.67 ms na początku naszego testu wstępnego kondycjonowania 8K 70/30, a następnie wzrosło do około 4.02 ms w miarę zbliżania się do stanu ustalonego. Różnica między tymi najlepszymi w swojej klasie wartościami a 6 Gb/s była zauważalna, choć wyniki Toshiba PX02SM były zbliżone.

W trakcie naszego testu 8k 70/30, dyski HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s i Toshiba PX02SM krzyżowały się, zapewniając najlepsze szczytowe czasy reakcji. Ich maksymalne opóźnienie wynosiło poniżej 20 ms przez większość testu. Ich interfejsy SAS 12 Gb/s wykazały około 40% mniejsze opóźnienie.

Dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s wykazał się najlepszą spójnością opóźnień, oferując wartość o połowę niższą niż 6 Gb/s, i zdołał także odeprzeć atak dysku Toshiba PX02SM 12 Gb/s.

W porównaniu ze stałym obciążeniem 16 wątków i maksymalnie 16 kolejek, które wykonaliśmy w teście zapisu 100% 4k, nasze profile mieszanego obciążenia skalują wydajność w szerokim zakresie kombinacji wątków/kolejek. W tych testach intensywność obciążenia rozciąga się od 2 wątków i 2 kolejek do 16 wątków i 16 kolejek. W rozszerzonym teście 8k 70/30, dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s osiągnął szczyt na poziomie ponad 63 000 IOPS, plasując się na szczycie grupy ze znaczną przewagą, podobnie jak dysk 6 Gb/s, który był o około 10 000 IOPS niższy. Dysk Toshiba PX02SM 12 Gb/s miał bardzo niewielką przewagę nad testem 6 Gb/s.

Średnie opóźnienie dla dysku HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s było najlepsze w swojej klasie. Nie miał on dużej przewagi nad dyskiem 6 Gb/s, ale mimo to zapewniał niewielką różnicę w szybkości transmisji. Dysk Toshiba PX02SM nie wykazał zauważalnej różnicy.

W trakcie naszego testu zmiennego obciążenia 8k 70/30, maksymalne opóźnienie utrzymywało się na bardzo niskim poziomie w przypadku dysku HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s, a jego wartość szczytowa utrzymywała się poniżej 20 ms przez większość testu, aż do osiągnięcia głębokości kolejki terminali. Wzrosło ono nieznacznie do 21.73 ms przy najwyższym obciążeniu 16T/16Q, które nadal było najniższym szczytem wśród dysków SSD, wyprzedzając dysk Toshiba PX02SM 12 Gb/s. Test 12 Gb/s wykazał około połowę opóźnienia z 6 Gb/s.

Odchylenie standardowe dało podobne wyniki jak w poprzednim teście maksymalnego opóźnienia, w którym dysk HGST Ultrastar SSD800MM 12 Gb/s ponownie okazał się najlepszy w naszym środowisku testowym. Dane 12 Gb/s pokazują opóźnienie o połowę mniejsze niż w przypadku 6 Gb/s.

Wniosek

Dysk HGST Ultrastar SSD800MM oferuje maksymalną pojemność 800 GB, charakteryzuje się niskim poborem mocy na poziomie zaledwie 11 W/9 W (z możliwością dostosowania), a co najważniejsze, jest zaledwie drugim dyskiem na rynku z nowym interfejsem SAS 12 Gb/s. Dysk SSD800MM posiada również opracowane wspólnie kontrolery Intel i HGST oraz 25-nm pamięć MLC NAND. Podobnie jak jego popularne i bardziej podstawowe odpowiedniki, dysk SSD800MM został zaprojektowany z myślą o obsłudze obciążeń o najwyższych wymaganiach wydajnościowych, takich jak analiza dużych zbiorów danych, handel wysokoczęstotliwościowy, bankowość internetowa i przetwarzanie w chmurze. HGST oferuje te dyski z różnymi wariantami szyfrowania, co pozwala na jeszcze lepsze dostosowanie zabezpieczeń danych.

Podczas testów syntetycznych dysków SSD800MM HGST Ultrastar w rozdzielczości 4K i 8K, SSD800MM zaprezentował znakomitą wydajność. Z jednym wyjątkiem, zapewnił najwyższą przepustowość i najmniejsze opóźnienie spośród wszystkich porównywalnych dysków. Co więcej, jego przepustowość przewyższała konkurencję o dziesiątki tysięcy IOPS, a opóźnienia rzadko były porównywalne, choć Toshiba dotrzymywała kroku pod względem maksymalnego opóźnienia i odchylenia standardowego. Jedynym obszarem, w którym dysk SSD800MM wypadł poniżej pierwszego miejsca, było maksymalne opóźnienie w rozdzielczości 4K, gdzie znalazł się na końcu grupy pod względem aktywności odczytu i w środku pod względem aktywności zapisu.

Przy tak niesamowitej wydajności napędu HGST, frustrujące jest posiadanie tak ograniczonej liczby dysków i brak gotowych do produkcji kart HBA z pełnym wsparciem sterowników. Kolejnym argumentem przemawiającym za tym, że jest to bardzo wczesny etap dojrzałości SAS 12 Gb/s, jest wiązka okablowania, której żadna firma przy zdrowych zmysłach nie wdrożyłaby, ani nie byłaby w stanie wdrożyć, gdyby wszystkie obudowy serwerów decydowały się na zintegrowane płyty backplane SAS. Alternatywnie, LSI mogłoby użyć zewnętrznego kabla Mini SAS HD x4 (SFF-8644) do Mini SAS x4 (SFF-8088), aby zapewnić bardziej standardowy dostęp dla platform serwerowych, chociaż inni, którzy oceniają tę technologię, wykorzystują platformy stacji roboczych zamiast serwerów. Niezależnie od przypadku i sposobu, w jaki to nastąpi, obsługa Linuksa jest na tym etapie bardzo słaba, co w połączeniu z brakiem sprawdzonych opcji kart HBA sprawia, że ​​wdrożenie dysku HGST jest mało prawdopodobne, dopóki produkty obsługujące tę technologię nie osiągną pełnej produkcji.

Jednak gdy ekosystem będzie bardziej rozwinięty, dysk HGST powinien być gotowy do użycia. Niestety, inne dyski SAS 12 Gb/s oferowane przez Toshibę w tym segmencie nie mogą poszczycić się tak imponującą wydajnością. W tej recenzji, gdy testowaliśmy go na karcie HBA LSI SAS 12, dysk Toshiba PX02SM wykazał niewielkie wzrosty, ale ogólna wydajność pozostała mniej więcej na tym samym poziomie, co w starszym środowisku SAS 6. W dużej mierze jest to zasługą inżynierii – HGST i Intel wspólnie opracowały fantastyczny kontroler, który stale się rozwija, podczas gdy inni szybko zostają w tyle.

ZALETY

• Wyniki syntetycznych testów porównawczych w rozdzielczości 4K i 8K są znacznie lepsze od wyników porównywalnych
• Wydajność wzrosła o 12 Gb/s niemal na całej linii w testach syntetycznych

Wady

• Maksymalna pojemność ograniczona do 800 GB
• Wydajność ograniczona przez dostępne rozwiązania HBA

Podsumowanie

Dysk HGST Ultrastar SSD800MM może być drugim dyskiem SSD SAS o przepustowości 12 Gb/s, który trafi na rynek, ale jego wydajność naprawdę robi wrażenie. W rzeczywistości, dysk HGST SSD800MM wyznacza nowy standard wydajności dla dysków SSD SAS, oferując imponującą przepustowość w systemie Windows.

Strona produktu HGST Ultrastar SSD800MM

AKTUALIZACJA 13.02.2014 – Recenzja dysku HGST SSD80MM zaktualizowana o platformę SAS3