Seagate Enterprise Turbo SSHD to 2.5-calowy dysk twardy SAS o prędkości 15 tys. obr./min, wyposażony w 32 GB pamięci flash eMLC, który charakteryzuje się wyjątkową wydajnością i pojemnością w stosunku do ceny. Dzięki szacowanemu wzrostowi wydajności o 300% w porównaniu z dyskiem twardym 15 000 obr./min, dysk Enterprise Turbo SSHD jest przeznaczony do środowisk transakcyjnych o krytycznym znaczeniu dla biznesu (OLTP, VDI, SAP HANA), a jednocześnie jest znacznie bardziej ekonomiczny niż porównywalne rozwiązanie SSD. Zalety połączenia dysku twardego i SSD są wyraźnie widoczne w dysku Enterprise Turbo SSHD: wydajność i szybkość, jakich można oczekiwać od dysku SSD, przy cenie i pojemności dysku twardego.
Prawdziwym motorem napędowym zwiększonej wydajności dysku Seagate Enterprise Turbo SSHD jest buforowanie pamięci NAND. Dzięki 32 GB pamięci podręcznej eMLC do odczytu, dysk Enterprise Turbo może przechowywać „gorące” dane w pamięci NAND, co pozwala na szybsze ich przesyłanie, niż byłoby to możliwe w przypadku dysków. Seagate dąży również do rozwiązania problemu wąskich gardeł wydajnościowych, buforując dane na poziomie wejścia/wyjścia, a algorytm AMT zapewnia inteligentną i prawidłową identyfikację „gorących” danych do buforowania. Dodatkowe 8 MB pamięci podręcznej NVC (nieulotnej pamięci podręcznej) do zapisu dodatkowo zwiększa wydajność i jest chronione przed nieoczekiwaną utratą zasilania. W przypadku takiej utraty zasilania dysk wykorzystuje energię z silnika wrzeciona do przepłukania oczekujących zapisów do pamięci NV. Seagate zapewnia, że zużycie pamięci NAND w tym przypadku będzie nieznaczne, ponieważ awarie zasilania w środowisku korporacyjnym zdarzają się bardzo rzadko.
Integracja dysków Seagate Enterprise Turbo z istniejącą infrastrukturą sprowadza się do instalacji dysków; nie są wymagane żadne dodatkowe sterowniki, oprogramowanie ani konfiguracja. Łatwość wdrożenia idzie w parze z imponującym zestawem funkcji bezpieczeństwa. Dyski Turbo są dostępne bez szyfrowania, z szyfrowaniem lub z certyfikatem FIPS. Dyski objęte są również pięcioletnią gwarancją.
Seagate wyraźnie ma przewagę w technologii dysków hybrydowych, czyli hybrydowych dysków półprzewodnikowych (SSD), jak preferuje to Seagate. Zrozumienie, jak wpisują się one w rynek pamięci masowej dla przedsiębiorstw, jest istotne dla zrozumienia ogólnej propozycji wartości Turbo. Seagate sprzedaje już standardowe dyski twarde 10K i 15K. Rynek ten jest jednak pod silnym atakiem dysków SSD, szczególnie w przypadku dysków 15K, gdzie dyski SSD mogą oferować znaczną poprawę wydajności, kosztów operacyjnych i pojemności. W rzeczywistości producenci dużych macierzy celują w segment szybkich dysków SPIRE, zastępując je dyskami flash i osiągając ten sam poziom wydajności przy wszystkich wymienionych korzyściach. Dell Compellent jest prawdopodobnie jednym z najbardziej aktywnych graczy na tym rynku , ale inni idą w jego ślady.
Nie oznacza to jednak, że dyski twarde 10k/15K od razu znikną z rynku, ponieważ nadal istnieje wiele powodów, dla których warto je utrzymać w produkcji. W zdecydowanej większości zastosowań korporacyjnych dyski te zapewniają wystarczającą wydajność, przy korzystnym stosunku ceny do pojemności (GB) w porównaniu z pamięcią flash, a ich wytrzymałość nie budzi wątpliwości. Propozycja wartości dla dysków 10K pozostaje nieco silniejsza, biorąc pod uwagę innowacje w zakresie wydajności i gęstości. Na przykład Savvio 10K.7 przebił poprzednią generację o 33% pod względem pojemności i oferuje doskonałe połączenie przepustowości i opóźnień przy pojemności 1.2 TB. Argumenty przemawiające za dyskami 15K stają się jednak nieco trudniejsze do przedstawienia ze względu na ograniczoną pojemność, wyższą cenę i mniejsze inwestycje w innowacje na tych platformach w całej branży.
Rozważając miejsce pamięci flash i dysków twardych w centrum danych, należy wziąć pod uwagę jeszcze jedną kwestię – rozwiązania buforujące. Oprócz dostawców macierzy, którzy oferują zintegrowane rozwiązania warstwowania lub buforowania, istnieje pozornie nieskończona liczba rozwiązań buforowania w hoście lub rozproszonego po stronie serwera, które wykorzystują jakąś formę oprogramowania i pamięci flash przed tradycyjną macierzą talerzową. Problem polega jednak na tym, że niemal wszystkie te rozwiązania obsługują tylko buforowanie odczytu, a te, które obsługują buforowanie zapisu, robią to w sposób, który może być, delikatnie mówiąc, niekonwencjonalny. Wymaga to również ustalenia licencji, instalacji oprogramowania/sprzętu oraz wdrożenia pamięci flash w mniejszym lub większym stopniu w każdym węźle obliczeniowym/serwerze.
Ten przegląd zagadnień związanych z pamięciami masowymi o wysokiej wydajności pomaga określić miejsce, jakie Enterprise Turbo zajmuje na rynku pamięci masowych. Turbo wykorzystuje znaną platformę – dysk Seagate 15K o pojemności 600 GB – i dołącza zoptymalizowaną pod kątem wytrzymałości pamięć eMLC NAND, aby zapewnić zintegrowane rozwiązanie do buforowania odczytu. Zintegrowany element jest kluczowy – wystarczy umieścić dyski w dowolnym systemie, który je obsługuje, a system ten zapewni teraz znacznie większą wydajność. Każdy, kto śledzi nas na Twitterze , wie z naszych pierwszych recenzji, że w niektórych przypadkach oznacza to wzrost ponad dwukrotnie. To imponujące, biorąc pod uwagę tak małą alokację pamięci NAND. Oczywiście to tylko zapowiedź – szczegółowe wyniki i porównania z popularnymi dyskami twardymi Seagate 10K znajdują się poniżej.
Turbo jest dostępny w wersjach o pojemności 300 GB, 450 GB i 600 GB. Nasze egzemplarze testowe obejmują szesnaście dysków o pojemności 600 GB. Próbki OEM Enterprise Turbo są już dostępne, a produkcja masowa rozpocznie się w połowie 2014 roku.
Specyfikacja dysku Enterprise Turbo SSHD
- Możliwości
- 600 GB (ST600MX0004)
- 450 GB (ST450MX0004)
- 300 GB (ST300MX0004)
- Współczynnik kształtu: 2.5", 15 mm
- Interfejs: SAS 6Gb/s
- Szyfrowanie: Brak, standardowe szyfrowanie lub FIPS
- Pamięć podręczna SSD: 32 GB pamięci podręcznej odczytu eMLC, 8 MB pamięci podręcznej zapisu obsługiwanej przez NVC
- Bufor: 128 MB pamięci DRAM
- Obroty: 15 000 tys.
- IOPS: do 90 000
- Średni czas przepływu środków między przepływami pieniężnymi a przepływami pieniężnymi (MTBF/AFR): 2 miliony, 44%
- rok 5: Gwarancja
Zaprojektuj i zbuduj
Na pierwszy rzut oka Seagate Turbo SSHD wygląda jak każdy inny standardowy dysk twardy klasy korporacyjnej. Oczywiście ma do zaoferowania o wiele więcej, dzięki 32 GB pamięci podręcznej NAND ukrytej na płytce drukowanej. Turbo ma tradycyjny format 2.5" i 15 mm wysokości, dzięki czemu jest kompatybilny z dowolnymi systemami zaprojektowanymi do obsługi dysków twardych klasy korporacyjnej.
Wewnątrz dysku Seagate Turbo SSHD główny kontroler stanowi chipset Marvell z widoczną dużą pamięcią Samsung eMLC NAND o pojemności 32 GB.
Testowanie tła i porównań
Porównanie dysków twardych SAS Enterprise HDD na potrzeby tej recenzji:
- HGST Ultrastar C10K900 900GB
- Seagate Savvio 10K.6 900 GB
- Seagate Savvio 10K.7 1.2 TB
- Toshiba MBF2600RC 600GB
- Toshiba MK01GRRB 147GB
Wszystkie dyski twarde klasy korporacyjnej są poddawane testom porównawczym na tej samej platformie testowej.
Do testów syntetycznego FIO używamy serwera ThinkServer RD240 skonfigurowanego z następującym systemem:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, pamięć podręczna 12 MB)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-bit i CentOS 6.2 64-bit
- Chipset Intel 5500+ ICH10R
- Pamięć – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 Registered RDIMM
- Karta HBA LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gb/s
Testy aplikacji odbywają się w unikalnym środowisku, szczegółowo opisanym na każdej stronie benchmarku . W przypadku testowania 16 dysków, do środowiska dodano dysk JBOD iXsystems Titan 316J i podłączono go do odpowiedniego klastra za pomocą zewnętrznego kabla SAS.
Analiza wydajności aplikacji
Na rynku przedsiębiorstw istnieje ogromna różnica między tym, jak produkty obiecują wydajność na papierze, a tym, jak działają w rzeczywistym środowisku produkcyjnym. Rozumiemy wagę oceny pamięci masowej jako elementu większych systemów, a przede wszystkim jej responsywności w interakcji z kluczowymi aplikacjami korporacyjnymi. W tym celu przeprowadziliśmy testy aplikacji, w tym nasz autorski test porównawczy pamięci masowej NoSQL Database Storage Benchmark firmy MarkLogic , test wydajności MySQL za pośrednictwem SysBench , test wydajności SQL Server za pośrednictwem Benchmark Factory , a także test wydajności wirtualizacji VMmark firmy VMware.
W środowisku bazy danych MarkLogic NoSQL testujemy szybkie rozwiązania pamięci masowej o pojemności użytkowej co najmniej 700 GB. Nasza baza danych NoSQL wymaga około 650 GB wolnego miejsca, równo podzielonego między cztery węzły bazy danych. W naszym środowisku testowym używamy hosta SCST i prezentujemy każde urządzenie w konfiguracji JBOD, z jednym urządzeniem lub partycją przydzieloną do każdego węzła bazy danych. Test powtarza się w 24 interwałach, co wymaga łącznie od 36 do 48 godzin dla dysków z tej kategorii. Mierząc opóźnienia wewnętrzne obserwowane przez oprogramowanie MarkLogic, rejestrujemy zarówno całkowite średnie opóźnienie, jak i opóźnienie interwałowe dla każdego dysku.
Porównując średnie opóźnienie między dyskiem Seagate Turbo SSHD w konfiguracji RAID10 a dwoma tradycyjnymi dyskami twardymi SAS 10K i 15K, Turbo zapewniło znaczny wzrost wydajności. Gdyby kupujący zdecydował się na tradycyjny dysk SAS 15K w tym konkretnym scenariuszu, opóźnienie wzrosłoby o 64%; gdyby pozostał przy 10K SAS, opóźnienie wzrosłoby o 148%. Patrząc na nasze ogólne rankingi wszystkich urządzeń przetestowanych w teście MarkLogic NoSQL , Seagate Turbo SSHD przewyższa również niektóre porównywalne urządzenia z samym dyskiem SSD.
Analizując szczegółowy widok opóźnień dysku Seagate Turbo SSHD w naszym teście NoSQL, zauważyliśmy, że dyski hybrydowe były w stanie zachować ścisły i spójny rozkład nawet w trakcie dwóch dni testu.
Po przejściu na tradycyjny dysk SAS 15K w RAID10, opóźnienie wyraźnie wzrosło w każdym interwale testu.
W przypadku tradycyjnych dysków SAS 10K w macierzy RAID10 ogólne opóźnienie staje się jeszcze gorsze, gdyż czasy stają się ponad dwukrotnie dłuższe.
Nasz kolejny test aplikacji obejmuje test bazy danych MySQL Percona za pomocą SysBench , który mierzy wydajność aktywności OLTP. W tej konfiguracji testowej używamy grupy serwerów Lenovo ThinkServer RD630 i ładujemy środowisko bazy danych na pojedynczy dysk SATA, SAS lub PCIe lub grupę dysków twardych za pomocą karty RAID LSI 9286-8e. Test ten mierzy średnią liczbę transakcji na sekundę (TPS), średnie opóźnienie, a także średnie opóźnienie 99. percentyla w zakresie od 2 do 32 wątków. 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 „starszym” trybie pamięci blokowej.
Przy rozmiarze bazy danych roboczej wynoszącym około 260 GB, sprawdziliśmy wydajność zarówno w konfiguracji RAID10, jak i RAID00, używając dysku Seagate Turbo SSHD. Chociaż nigdy nie polecilibyśmy RAID00 w środowisku produkcyjnym, wybraliśmy go, aby pokazać, jaka może być wydajność RAID10 przy większej grupie dysków, składającej się z 32 dysków. Przy 32 GB pamięci eMLC na dysk, w naszej konfiguracji RAID10 wykorzystaliśmy około 256 GB, a w konfiguracji RAID00 – 512 GB. W porównaniu z dyskiem Seagate Savvio 10K.7 1.2 TB 10K SAS HDD, dysk Seagate Turbo SSHD był w stanie zaoferować znacznie wyższą przepustowość, osiągając szczytowe wartości 1,267 TPS w konfiguracji RAID00 lub 959 TPS w konfiguracji RAID10, w porównaniu z dyskiem 10K SAS, który osiągnął szczytowe wartości 401 TPS.
Pomiar średniego opóźnienia w naszym teście Sysbench MySQL wykazał, że dysk Seagate Turbo SSHD osiągnął wartość od 17.36 ms przy dwóch wątkach do 33.35 ms w macierzy RAID10, podczas gdy w macierzy RAID00 wartość ta wyniosła od 13.19 ms do 25.25 ms.
Porównując opóźnienie na poziomie 99. percentyla podczas testu Sysbench TPC-C, dysk Seagate Turbo SSHD był w stanie zachować znacznie mniejszy spokój niż tradycyjna macierz 10K SAS.
Nasz kolejny test bazy danych obejmuje wydajność w środowisku Microsoft SQL Server, wykorzystującym bazę danych SQL Server o pojemności 685 GB (skala 3,000) i mierzącym wydajność transakcyjną oraz opóźnienie przy obciążeniu 30 000 jednostek VU. Uwzględniamy również wyniki z mniejszej bazy danych SQL Server o pojemności 333 GB (skala 1,500), aby lepiej dopasować rozmiar pamięci podręcznej do obciążenia.
Patrząc na wydajność transakcyjną każdej konfiguracji dysku, postęp w wydajności między Savvio 10k.7 a Turbo SSHD jest zaledwie o 14% większy, chociaż – jak zobaczymy poniżej, patrząc na opóźnienia – różnica jest znacznie większa.
Porównując średnie opóźnienie między poszczególnymi konfiguracjami pamięci masowej, dysk Seagate Turbo SSHD w RAID10 zaoferował niewielki wzrost TPS, jak widać powyżej, chociaż spadek opóźnienia był znacznie bardziej spektakularny. Średnie opóźnienie spadło o 37% w porównaniu z dyskiem SAS 10K, a w przypadku konfiguracji RAID00, opóźnienie spadło aż o 88%.
Przechodząc do mniejszego rozmiaru bazy danych, który lepiej pasuje do ilości pamięci podręcznej NAND w naszej konfiguracji RAID10 dysku Turbo SSHD, widzimy, że różnica w TPS między Turbo RAID00 i RAID10, a Savvio 10K.7 RAID10 nie jest aż tak duża, chociaż ponownie, większość różnic w tle dotyczy kwestii opóźnień.
Porównując średnie opóźnienie w naszym teście porównawczym SQL Server TPC-C przy obciążeniu 15 000 VU, dysk Seagate Turbo SSHD zapewnił poprawę o 17% w porównaniu z pulą pamięci masowej 10K.7 RAID10 lub o 80% w przypadku konfiguracji w RAID00.
Nasz protokół VMmark wykorzystuje szereg podtestów opartych na typowych obciążeniach wirtualizacji i zadaniach administracyjnych, a wyniki są mierzone za pomocą jednostki opartej na kafelkach, która odpowiada zdolności systemu do wykonywania różnych obciążeń wirtualnych, takich jak klonowanie i wdrażanie maszyn wirtualnych, automatyczne równoważenie obciążenia maszyn wirtualnych w centrum danych, migracja maszyn wirtualnych na żywo (vMotion) i dynamiczna relokacja magazynu danych (storage vMotion).
W obu testach VMmark porównamy wydajność dysku Seagate Turbo SSHD z dyskiem twardym Seagate Savvio 10K.7 o pojemności 1.2 TB, skonfigurowanym w puli pamięci masowej RAID10 i prezentowanym jako pamięć sieciowa za pośrednictwem hosta pamięci masowej Windows Server 2012 R2. W przypadku karty RAID wykorzystaliśmy nowy układ Adaptec Series 8 8160ZQ, zainstalowany w naszym serwerze Lenovo ThinkServer RD630.
Porównując znormalizowaną wydajność VMmark 2.5.1, dyski Seagate Turbo SSHD były w stanie obsłużyć obciążenie do 4 kafelków, podczas gdy dyski Seagate Savvio 10K.7 osiągnęły maksymalnie 2 kafelki. W przypadku obciążeń, które oba dyski obsługiwały, dyski Turbo miały przewagę w wydajności dzięki mniejszym opóźnieniom QoS podczas wykonywania zadań.
Analiza syntetycznego obciążenia przedsiębiorstwa
Wydajność pamięci flash i pamięci podręcznej 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 wstępnie kondycjonowany do stanu ustalonego przy takim samym obciążeniu, 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 obciążeniu.
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 skondensowana analiza obciążenia syntetycznego przedsiębiorstwa obejmuje jeden profil, który pokazuje szczytowe losowe wejścia/wyjścia z każdego urządzenia. Profil ten ma służyć jako punkt odniesienia, porównywalny z deklaracjami producentów dotyczącymi losowych prędkości transferu.
- 4k
- 100% odczytu lub 100% zapisu
- 100% 4k
W naszym teście losowego odczytu i zapisu w 100% 4K, mierzącym wydajność w pełnym spektrum LBA dysku Seagate Turbo SSHD (prezentującego jego bazową prędkość 15K), zmierzyliśmy 593 IOPS podczas odczytu i 457 IOPS podczas zapisu. Dla porównania, jego pojemniejszy i wolniejszy brat, Savvio 10K.7, uzyskał 442 IOPS podczas odczytu i 363 IOPS podczas zapisu.
Dzięki najwyższej prędkości obrotowej w tej grupie dysk Seagate Turbo SSHD zapewnił najniższe średnie opóźnienie przy dużym obciążeniu 16T/16Q, osiągając wartość 431 ms przy odczycie i 590 ms przy zapisie.
Chociaż dysk Seagate Turbo SSHD oferował większą przepustowość i najniższe średnie opóźnienie, jego maksymalne opóźnienie znajdowało się w górnej środkowej części pakietu podczas odczytu i na dole pakietu podczas zapisu.
Podobnie jak w przypadku maksymalnych opóźnień w losowym teście 4K, odchylenie standardowe dysku Seagate Turbo SSHD plasowało go na czele stawki pod względem aktywności odczytu, lecz pozostawało w tyle pod względem aktywności zapisu.
Wniosek
Seagate śmiało ogłasza, że Enterprise Turbo SSHD to „najszybszy dysk twardy świata”. Zazwyczaj firmy produkujące pamięci masowe lubią przechwalać się w swoich marketingowych deklaracjach, ale określenie „najszybszy na świecie” brzmi dość przekonująco. Rzecz w tym, że mają rację. Turbo jest absolutnie bezkonkurencyjny, a jego wyniki zdeklasowały dyski Seagate 10K SAS, które w niektórych przypadkach odnotowały wzrost wydajności o ponad 200%. Dla przedsiębiorstw, które chcą odświeżyć macierz, ale nie dysponują budżetem ani nie potrzebują rozwiązań all-flash pod względem liczby operacji wejścia/wyjścia na sekundę (IOPS) i opóźnień, Turbo jest lepszym wyborem.
Zagłębiając się w wydajność, zaobserwowaliśmy ogromny wzrost we wszystkich obciążeniach naszych aplikacji korporacyjnych. W naszym teście porównawczym bazy danych MarkLogic NoSQL dysk Seagate Turbo SSHD zaoferował ogromne korzyści w porównaniu z dyskami twardymi SAS o przepustowości 10 tys. i 15 tys. obr./min, a nawet przewyższył niektóre dyski SSD, które testowaliśmy do tej pory. Zauważyliśmy również znaczną poprawę w obciążeniach TPC-C zarówno w środowiskach CentOS MySQL, jak i Windows Server 2012 SQL Server. Wreszcie, nasz test porównawczy VMware VMmark 2.5.1 wykazał dwukrotnie wyższą wydajność w porównaniu z tradycyjnymi dyskami twardymi SAS o przepustowości 10 tys. obr./min. W sumie nie napotkaliśmy ani jednego środowiska aplikacji, które nie skorzystałoby na działaniu dysku Seagate Turbo SSHD.
Trudno znaleźć cokolwiek, na co można by narzekać w przypadku Turbo. Dysk oferuje kompatybilność plug and play, różne modele szyfrowania i jest objęty pięcioletnią gwarancją oraz 2-milionowym MTBF. Maksymalna pojemność 600 GB to jedyny problem, ale to dlatego, że działa na platformie 15 tys. obr./min, co jest przydatne, gdy dane ostatecznie muszą trafić na dysk. Nie jest jednak nierozsądne przypuszczenie, że Seagate wkrótce wprowadzi tę technologię do dysków korporacyjnych 10 tys., być może zwiększając rozmiar pamięci podręcznej, aby zrekompensować podwojoną pojemność, jaką oferują dyski Seagate 10 tys. Oczywiście hybrydy 10 tys. istnieją już dzisiaj, Seagate produkuje hybrydowy dysk IBM 600 GB 10 000 obr./min 6 Gb/s SAS 2.5 cala . Podczas gdy hybryda 10 tys. kanibalizuje wersje 15 tys., w dłuższej perspektywie platforma 10 tys. ma najlepszy sens z perspektywy kosztów/pojemności na dolara.
ZALETY
- Wiodąca wydajność aplikacji na wszystkich płaszczyznach
- Zwiększona wydajność dzięki technologii Plug and Play, bez konieczności instalowania oprogramowania
- Ochrona danych w przypadku nieoczekiwanej awarii zasilania
Wady
- Pojemność ograniczona do 600 GB w obecnej wersji
- Ceny dysków SSD nadal spadają, co wywiera presję na ceny Turbo
Podsumowanie
Seagate trafnie opisuje dysk Enterprise Turbo SSHD jako najszybszy dysk twardy na świecie. Turbo jest ponad 2 razy szybszy niż dyski 10K w przypadku istotnych obciążeń, takich jak wirtualizacja i OLTP. Dla każdego przedsiębiorstwa, które chce mieć najlepszy dysk, Enterprise Turbo jest odpowiedzią.
Amazon