Recenzja dysku SSD Seagate 1200.2/Micron S600DC Enterprise SAS

by StorageReview Enterprise Lab on December 4, 2015

Enterprise ◇ SSD

W lutym tego roku Micron i Seagate podpisały strategiczne partnerstwo , aby w mniejszym lub większym stopniu wykorzystać wzajemne mocne strony w tworzeniu pamięci flash nowej generacji. Seagate posiada bogate portfolio rozwiązań IP w zakresie interfejsów dyskowych, a Micron ma dostęp do puli pamięci flash za pośrednictwem fabryk NAND; umowa doskonale łączy mocne strony obu firm. Pierwszym produktem powstałym w ramach tego partnerstwa jest korporacyjny dysk SSD SAS, dostępny w dwóch wersjach kolorystycznych – Seagate 1200.2 i Micron S600DC. Same dyski są identyczne; obie firmy oferują te same komponenty, oprogramowanie układowe i funkcje, a nawet zjeżdżają z tych samych linii produkcyjnych. Jedyną różnicą będzie strategia wprowadzania dysków na rynek oraz naklejki na obudowie dysku SSD.

Jeśli chodzi o sam dysk, dostępne konfiguracje mają na celu zaspokojenie szerokiego spektrum potrzeb przedsiębiorstw. Dostępnych jest kilkadziesiąt opcji konfiguracji, ponieważ dysk występuje w dziewięciu konfiguracjach pojemnościowych, od 200 GB do 3.84 TB, wraz z czterema kategoriami wytrzymałości (1, 3, 10 i 25 zapisów dziennie) oraz trzema opcjami szyfrowania (brak, SED, SED FIPS). Nie każda pojemność jest dostępna w każdej konfiguracji – na przykład dostępne są tylko 200 GB i 400 GB z imponującym współczynnikiem wytrzymałości 25 DWPD, ale sama liczba opcji konfiguracji powinna zaspokoić większość potrzeb.

Dzięki szerokiej gamie opcji, dyski 1200.2/S600DC mogą być używane praktycznie wszędzie, gdzie firma tego potrzebuje. Platforma ta jest naprawdę wszechstronna, od obciążeń transakcyjnych o dużej intensywności zapisu po aplikacje internetowe zorientowane na odczyt. Wszystkie dyski oferują 200 000 operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) dla odczytu 4K i do 80 000 operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) dla zapisu losowego (w zależności od pojemności) oraz średnie opóźnienie 115 mikrosekund. Inne kluczowe funkcje obejmują zaawansowaną ochronę przed zużyciem nośników, ochronę danych przed utratą zasilania, ochronę danych na całej ścieżce, wielowarstwową technologię odzyskiwania danych z zaawansowanym kodowaniem wykrywania i korekcji błędów zoptymalizowanym pod kątem pamięci flash NAND. Każdy z dysków jest objęty 5-letnią gwarancją.

Testowane przez nas egzemplarze zawierały dyski SSD Seagate 1200.2 SAS o pojemności 1.6 TB, jednak dane byłyby pod każdym względem identyczne w przypadku produktu Micron S600DC.

Specyfikacja dysku SSD Seagate 1200.2/Micron S600DC SAS

Możliwości:
- Wysoka wytrzymałość (mikron) S655DC):
  - 400 GB (ST400FM0323)
  - 200 GB (ST200FM0133)
- Mainstream Endurance (Micron S650DC)
  - 3.2 TB (ST3200FM0023/S650DC)
  - 1.6 TB (ST1600FM0003/S650DC)
  - 800 GB (ST800FM0173/S650DC)
  - 400 GB (ST400FM0233/S650DC)
- Lekka wytrzymałość (Micron S630DC)
  - 3.84 TB (ST3840FM0003)
  - 3200 GB (ST3200FM0063)
  - 1920 GB (ST1920FM0003)
  - 1600 GB (ST1600FM0073)
  - 960 GB (ST960FM0003)
  - 800 GB (ST800FM0233)
  - 480 GB (ST480FM0003)
  - 400 GB (ST400FM0303)
- Skalowalna wytrzymałość (Micron S610DC)
  - 3840 GB (ST3840FM0043)
  - 1920 GB (ST1920FM0043)
Interfejs Dual 12 Gb/s SAS
Typ pamięci flash NAND eMLC
Współczynnik kształtu 2.5 cala × 7 mm
Wydajność
- Odczyt sekwencyjny (MB/s) szczyt, 128 KB: do 1900
- Zapis sekwencyjny (MB/s) szczyt, 128 KB: do 850
- Odczyt losowy (IOPS) szczytowy, 4 KB QD32: do 180 000
- Zapis losowy (IOPS) szczyt, 4 KB QD32 do 30 000
- Średnie opóźnienie (μs): 115
Wytrzymałość/Niezawodność
- Wytrzymałość na całe życie (DWPD):
  - Wysoka wytrzymałość: 25
  - Wytrzymałość głównego nurtu: 10
  - Wytrzymałość lekka: 3
  - Skalowalna wytrzymałość 1
- Nieodwracalne błędy odczytu na odczytane bity: 1 na 10E17
- Roczny wskaźnik awaryjności (AFR): 0.35%
Zarządzanie energią
- +5/+12V Maksymalny prąd początkowy (A): 0.44/0.41 do 0.44/0.42
- Średnia moc snu (W): 3.1
- Konfigurowalne ustawienia limitu mocy (W): od 9 do 12
- Średnia moc w stanie spoczynku (W): od 3.6 do 7.6
Środowiskowy
- Temperatura robocza wewnętrzna (°C): od 0 do 70
- Temperatura w stanie spoczynku (°C): –40 do 75
- Szybkość zmiany temperatury/godz., maks. (°C): 20
- Wilgotność względna bez kondensacji (%): od 5 do 95
- Wstrząs, 0.5 ms (G): 1000
- Wibracje, 10 Hz do 500 Hz (Grms): 1.98
Ograniczona gwarancja (lata): 5

Projektowanie i budowa

Seagate 1200.2/Micron S600DC to dysk SSD o przekątnej 2.5 cala i wysokości 15 mm. Choć jest grubszy niż inne dyski SSD, nadal pasuje do większości macierzy. Dysk ma złoty, srebrny kolor i dużą etykietę na górze z informacjami, takimi jak konkretny typ modelu.

Po otwarciu dysku możemy zobaczyć przyczynę jego większej grubości. Dwie płytki PCB są połączone taśmą. Dysk wykorzystuje kontroler LSI (srebrna część poniżej) i posiada 10 mikrometrów 16 nm eMLC NAND z mostkami eASIC, które zwiększają liczbę układów na kanał. Na zewnątrz płytki PCB widać 5 płytek NAND.

Pozostałe 5 modułów NAND znajduje się wewnątrz płytki PCB.

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.

Porównywalne produkty do tej recenzji:

Toshiba PX04S 1.6TB SAS3
HGST 1.6 TB SAS3

Analiza obciążenia aplikacji

Aby zrozumieć charakterystykę wydajności urządzeń pamięci masowej klasy enterprise, niezbędne jest modelowanie infrastruktury i obciążeń aplikacji występujących w rzeczywistych środowiskach produkcyjnych. Nasze pierwsze testy porównawcze dla Seagate 1200.2/Micron SC600DC to wydajność MySQL OLTP w SysBench oraz wydajność Microsoft SQL Server OLTP z symulowanym obciążeniem TCP-C. W przypadku obciążeń aplikacyjnych 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.

Analizując dane wyjściowe SQL Server, Seagate osiągnął najwyższą przepustowość – 3,152.7 TPS. W rzeczywistości obie maszyny wirtualne różniły się od siebie o 0.1 TPS, osiągając łącznie 3,152.6 TPS. Dysk Toshiba deptał Seagate'owi po piętach, a HGST pozostawał daleko w tyle, osiągając najlepszą wydajność – 3,139.2 TPS.

Średnie wyniki opóźnień w teście porównawczym SQL Server dla 15 tys. użytkowników umieściły dysk Seagate w środku stawki, a opóźnienie pojedynczych maszyn wirtualnych wyniosło 15 ms, co oznaczało, że łączna wartość również była taka sama i wyniosła 15 ms. Podobną wydajność pojedynczych maszyn wirtualnych i łączna wartość wystąpiła również w przypadku pozostałych dysków, przy czym dysk Toshiba uzyskał najniższe opóźnienie – 8 ms, a dysk HGST – 27 ms.

Kolejny test porównawczy aplikacji obejmuje bazę danych Percona MySQL OLTP, mierzoną 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, Seagate uplasował się w środku stawki, z wynikami maszyn wirtualnych w przedziale 0.4 TPS (906.6–907) i łącznym wynikiem 3,627.1 TPS. Toshiba wygrała z wynikami maszyn wirtualnych w przedziale 1,074.1–1,077.8 TPS i łącznym wynikiem 4,302.2 TPS. HGST znalazł się w tyle za dwoma pozostałymi dyskami, z wynikami maszyn wirtualnych w przedziale 863.8–864.5 TPS i łącznym wynikiem 3,456.8 TPS.

Średnie opóźnienie plasuje dyski w tym samym miejscu, przy czym Seagate plasuje się pośrodku ze średnim opóźnieniem wynoszącym łącznie 35.3 ms, Toshiba na prowadzeniu ze średnim opóźnieniem wynoszącym 29.8 ms, a HGST na końcu ze średnim opóźnieniem wynoszącym łącznie 37 ms.

Jeśli chodzi o najgorszy scenariusz opóźnień MySQL (opóźnienia na poziomie 99. percentyla), Seagate znalazł się ponownie w środku stawki ze łącznym wynikiem 67.9 ms, Toshiba objęła prowadzenie ze łącznym wynikiem 55.4 ms, a HGST ponownie znalazł się na końcu stawki ze łącznym wynikiem 73.3 ms.

Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa

Wydajność pamięci flash zmienia się w miarę dostosowywania dysku do obciążenia, co oznacza, że pamięć flash musi zostać wstępnie przygotowana przed każdym syntetycznym testem porównawczym fio , aby zapewnić dokładność testów. Każdy z porównywalnych dysków jest bezpiecznie kasowany za pomocą narzędzi producenta i wstępnie przygotowywany do stanu stabilnego z dużym obciążeniem 16 wątków i kolejką oczekujących 16 wątków na wątek.

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)

Po zakończeniu wstępnego kondycjonowania, każde urządzenie jest testowane w odstępach czasu na wielu profilach głębokości wątków/kolejek, aby pokazać wydajność przy lekkim i intensywnym użytkowaniu. Nasza analiza syntetycznego obciążenia dla dysku Seagate 1200.2 wykorzystuje dwa profile, które są powszechnie stosowane w specyfikacjach producentów i testach porównawczych. Należy pamiętać, że syntetyczne obciążenia nigdy nie odzwierciedlą w 100% aktywności obserwowanej w obciążeniach produkcyjnych i pod pewnymi względami niedokładnie obrazują dysk w scenariuszach, które nie wystąpiłyby w rzeczywistości.

4k
- 100% odczytu i 100% zapisu
8k
- 70% odczytu/30% zapisu

W naszym teście wstępnego przygotowania zapisu 4k, Seagate ponownie znalazł się w środku stawki, startując z wynikiem około 140 000 IOPS, a następnie osiągając wynik w stanie ustalonym tuż poniżej 90 000 IOPS. Toshiba zakończyła test w stanie ustalonym nieco ponad 92 000 IOPS, a HGST osiągnął wynik około 70 000 IOPS.

Następnie przyjrzymy się średniemu opóźnieniu – zarówno Toshiba, jak i Seagate miały na początku wartość poniżej 2 ms. Dysk Toshiby wzrósł tuż przed końcem pierwszej godziny i od tego momentu utrzymywał bardzo stałe opóźnienie na poziomie około 2.769 ms. Dysk Seagate wzrósł gwałtownie po pierwszej godzinie, a następnie nieznacznie wzrósł, oscylując wokół 2.8 ms.

Przy maksymalnym opóźnieniu obserwujemy ogromne skoki opóźnienia w przypadku Seagate, podczas gdy pozostałe dwa dyski pozostały stosunkowo stabilne. Chociaż Seagate zanotował skoki sięgające 98.74 ms, to i tak zakończył test o 7.485 ms niżej niż pozostałe dwa dyski.

Obliczenia odchylenia standardowego ułatwiają wizualizację spójności wyników opóźnień dysku Seagate 1200.2. Ponownie dysk znalazł się w środku stawki, z silniejszymi skokami na początku i pod koniec testu. Dysk Toshiba zapewnił najniższe opóźnienie i największą spójność w całym teście.

Podczas podstawowego syntetycznego testu porównawczego 4k, Seagate 1200.2 uplasował się w środku naszego testu przepustowości, choć niewiele mu brakowało do lidera, dysku Toshiba. Seagate uzyskał wydajność odczytu na poziomie 182 546 IOPS i wydajność zapisu na poziomie 88 945 IOPS.

Średnie opóźnienie dało nam podobną pozycję, z Seagate w środku, tuż za liderem, ponownie dyskiem Toshiby. Seagate miał opóźnienie odczytu na poziomie 1.4 ms i opóźnienie zapisu na poziomie 2.88 ms.

Choć maksymalne opóźnienie dało nam podobną pozycję, tym razem Toshiba uzyskała znacznie lepsze opóźnienie odczytu, wynoszące 5.1 ms. Seagate uzyskał opóźnienie odczytu na poziomie 21.5 ms i opóźnienie zapisu na poziomie 16 ms.

Odchylenie standardowe umieściło dysk Seagate ponownie w środku stawki (odczyt 0.12 ms, a zapis 0.352 ms). Nie zbliżył się on jednak tak bardzo do dysku Toshiba (odczyt 0.023 ms, a zapis 0.238 ms), ale zdecydowanie przewyższył wynik dysku HGST (odczyt 0.224 ms, a zapis 0.867 ms).

Nasze kolejne obciążenie wykorzystuje transfery 8k ze stosunkiem 70% operacji odczytu do 30% operacji zapisu. Ponownie zaczynamy od wyników kondycjonowania wstępnego, zanim przejdziemy do głównych testów. Tym razem Seagate wystartował z najniższym wynikiem 23 636 IOPS i stopniowo zwiększał prędkość w okresie kondycjonowania wstępnego. Nie był to jednak problem z dyskiem, a raczej sposób, w jaki wydajność jest zniekształcona w nierealistycznym scenariuszu. Po przejściu ze stanu bezpiecznego wymazywania, dysk SSD Seagate nie „odczytuje” z pustych obszarów dysków tak szybko, jak gdyby dane były w nich wstępnie zapisywane. Wraz z całkowitym wypełnieniem dysku danymi wydajność rosła. W rzeczywistości wyjęliśmy ten dysk, aby podwoić czas kondycjonowania wstępnego, aby upewnić się, że osiągnął on w pełni optymalną wydajność. Pozostałe dwa dyski wystartowały z wyższą prędkością i utrzymywały ją znacznie wyższą przez cały czas.

Średnie opóźnienie przedstawiało podobny obraz. Dysk Seagate wystartował z dużo wyższym opóźnieniem i w ciągu pierwszych kilku minut gwałtownie wzrosło do 15.88 ms, po czym spadło w trakcie okresu wstępnego kondycjonowania. Pozostałe dwa dyski wystartowały z opóźnieniem około 2 ms i oba utrzymywały się poniżej 4 ms do końca, przy czym Toshiba miała najniższe opóźnienie – 2.41 ms, czyli o 1 ms mniej niż 3.52 ms w przypadku HGST.

Maksymalne opóźnienie ponownie dało nam skoki – tylko dysk Seagate wydawał się osiągać skoki przepustowości w teście, sięgając 182.08 ms. Seagate uzyskał wynik 15.69 ms, czyli mniej niż 17.93 ms uzyskany przez HGST. Jednak dysk HGST nie doświadczył tak wielu skoków ani skoków tak wysokich, jak dysk Seagate.

Przy odchyleniu standardowym, Seagate osiągnął wysoki poziom w pobliżu początku, do 5.6 ms, po czym po 6 godzinach spadł poniżej 1.5 ms. Po kolejnym, mniejszym skoku, Seagate zakończył działanie z opóźnieniem około 1.2 ms i najwyższym opóźnieniem.

Po pełnym przygotowaniu dysk Seagate znalazł się w środku stawki w naszym głównym teście 8k 70/30. Dysk Seagate osiągnął szczytową wydajność 83 840 IOPS.

Przy średnim opóźnieniu wyniki są zbliżone do tych, które uzyskaliśmy w trakcie testów, przy czym dysk Seagate znalazł się w środku stawki, tuż za dyskiem Toshiba, ale przed dyskiem HGST.

Przy maksymalnym opóźnieniu wszystkie trzy dyski uzyskały w teście niemal spójny wynik, z jednym skokiem na każdym. W tym przypadku jednak HGST przekroczył 100 ms. Ponownie, Toshiba wypadła lepiej, a Seagate plasował się pośrodku.

Odchylenie standardowe pokazało, że wszystkie trzy dyski działają blisko siebie i utrzymują czas poniżej 1 ms, przy czym Seagate uplasował się pośrodku, Toshiba zajęła pierwsze miejsce, a HGST znalazł się na ostatnim miejscu.

Wniosek

Rodziny dysków Seagate 1200.2/Micron S600DC oferują interfejs SAS, pojemności do prawie 4 TB i cztery różne klasy wytrzymałości, zaprojektowane tak, aby sprostać większości potrzeb przedsiębiorstw. Dyski są identyczne, aż po oprogramowanie układowe (część funkcjonalna oprogramowania układowego, identyfikacja dysku w oprogramowaniu układowym jest unikalna dla każdej marki), co stanowi unikalną strategię rozwoju i marketingu dla obu firm. Już na starcie dysk 1200.2/S600DC jest zdecydowanie najlepszym dyskiem SSD SAS, jaki każda z firm wyprodukowała samodzielnie, więc wczesne korzyści z partnerstwa wydają się być opłacalne. Długoterminowa perspektywa będzie jednak interesująca, ponieważ ta połączona strategia świetnie sprawdza się na starcie, ale prawdopodobnie okaże się nie do utrzymania z czasem, jeśli zarówno Seagate, jak i Micron będą postrzegać siebie jako dostawcy dysków SSD w przyszłości. Brak zróżnicowania lub ujednoliconej strategii wejścia na rynek sprawdzi się tylko wtedy, gdy producenci OEM postrzegają je jako dwa oddzielne produkty z perspektywy wielokanałowego pozyskiwania dostawców, co może być nowością.

Pod względem wydajności, dysk Seagate 1200.2/Micron S600DC zajął pierwsze miejsce w naszym teście SQL Server, pokonując dysk Toshiba o kilka punktów na sekundę (TPS), uzyskując łączny wynik 3,152.6 TPS. W naszym innym teście aplikacji dysk Seagate 1200.2/Micron S600DC uplasował się w środku stawki, gdzie utrzymywał się przez większość pozostałych testów. W naszym teście średniego opóźnienia SQL Server zanotowaliśmy łączne opóźnienie na poziomie 15 ms. W testach Sysbench zanotowaliśmy łączne opóźnienie na poziomie 3,627.1 TPS, średnie opóźnienie na poziomie 35.3 ms i najgorszy przypadek (99. percentyl) na poziomie 67.9 ms.

W naszych syntetycznych testach porównawczych dysk Seagate 1200.2/Micron S600DC uplasował się dokładnie w połowie stawki, uzyskując w każdym teście przepustowość 4K na poziomie 182 546 IOPS (odczyt/zapis) i 88 945 IOPS (zapis/zapis), średnie opóźnienie 1.4 ms (odczyt/zapis) i 2.88 ms (zapis) oraz odchylenie standardowe 0.12 ms (odczyt/zapis) i 0.352 ms (zapis). W naszym obciążeniu 8K 70/30 dysk SSD Seagate uplasował się w środku stawki, mimo że jego wyjątkowa wydajność wstępnego kondycjonowania była wolniejsza niż w przypadku innych dysków w grupie. W każdym z głównych testów dysk Seagate 1200.2/Micron S600DC uplasował się dokładnie w połowie stawki, ustępując Toshibie i pokonując dysk SSD HGST.

ZALETY