W lutym Toshiba ogłosiła serię HK4, najnowszy dodatek do swojej oferty wydajnych dysków SSD klasy korporacyjnej. Seria HK4 dostępna jest w dwóch modelach: ekonomicznym i o dużej intensywności odczytu. Toshiba podwoiła maksymalną pojemność dysków, osiągając maksymalnie 1.92 TB (HK3 miały pojemność 960 GB). Podobnie jak poprzedni model, HK4 ma 2.5-calowy format i obsługuje interfejs SATA 6 Gb/s. HK4 oferuje również kluczowe funkcje klasy korporacyjnej, takie jak pełna ochrona przed utratą zasilania i kompleksowa ochrona, a także opatentowaną technologię korekcji błędów QSBC (Quadruple Swing-By Code), która pomaga chronić dane przed uszkodzeniem spowodowanym zużyciem nośników pamięci flash NAND.
Dysk HK4 wykorzystuje 15-nm MLC NAND nowej generacji firmy Toshiba oraz kontrolery Toshiba, zapewniając, jak sami twierdzą, wiodącą w swojej klasie wydajność aplikacji. HK4 jest dostępny w dwóch wersjach, przeznaczonych do różnych zastosowań. HK4R (wersja intensywnie odczytująca, obsługująca jeden zapis na dysk dziennie) jest przeznaczony do zastosowań takich jak serwery WWW, serwery plików, streaming multimediów, wideo na żądanie, wyszukiwarki i pamięci masowe. HK4R oferuje pojemność do 1.92 TB. Druga wersja to model HK4E o wysokiej wytrzymałości. Ten model został zaprojektowany z myślą o obciążeniach mieszanych i może obsługiwać do trzech zapisów na dzień (DWPD).
Dysk HK4 jest dostępny w dwóch modelach, pięciu różnych pojemnościach i objęty 5-letnią gwarancją. W naszej recenzji przyjrzymy się modelowi o dużej intensywności odczytu i pojemności 1.92 TB.
Specyfikacja serii HK4:
- Seria HK4R
- Współczynnik kształtu: 2.5", 7.0 mm
- Nazwa modelu: THNSN8120P | THNSN8240P | THNSN8480P | THNSN8960P | THNSN81Q92
- Pamięć: pamięć flash MLC NAND 15 nm
- Pojemność: 120 GB | 240 GB | 480 GB | 960 GB | 1.92TB
- Wydajność
- Ciągły odczyt sekwencyjny (64 KB): 500 MiB/s
- Ciągły zapis sekwencyjny (64 KB): 120 MiB/s | 270 MiB/s | 480 MiB/s | 480 MiB/s | 480 MiB/s
- Ciągły losowy odczyt (4 KiB): 75 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę
- Ciągły losowy zapis (4 KiB): 4 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę | 10 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę | 12 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę | 14 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę | 14 tys. operacji wejścia/wyjścia na sekundę
- Interfejs: ACS-3, SATA wersja 3.2
- Prędkość interfejsu: 6.0 Gbit/s, 3.0 Gbit/s, 1.5 Gbit/s
- Wymiary (długość x szerokość x wysokość): 100.0 mm x 69.85 mm x 7.00 mm
- DWPD: 1
Projektowanie i budowa
Wygląd zewnętrzny nie uległ większym zmianom i nie ma powodu, by go modernizować. Dyski SSD klasy korporacyjnej są zazwyczaj zakopywane w centrach danych i dlatego muszą działać wydajnie, a nie estetycznie. Obudowa zewnętrzna to prosta, aluminiowa obudowa z naklejką zawierającą szczegółowe informacje, takie jak numer modelu, pojemność i certyfikaty.
Po bokach i na spodzie urządzenia znajdują się otwory na śruby służące do montażu napędu.
W napędzie znajdują się dwa zestawy po cztery śruby. Pierwszy zestaw mocuje obudowę zewnętrzną, drugi mocuje płytkę drukowaną. Odkręcenie obu zestawów śrub umożliwia wysunięcie płytki drukowanej. Z jednej strony kontroler Toshiba i moduły NAND są dobrze widoczne.
Podobnie jak w przypadku HK3, pamięć NAND znajduje się tylko po jednej stronie 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.
Ponieważ jest to jeden z pierwszych dysków SATA o pojemności 2 TB, które poddaliśmy testom, nie dysponowaliśmy grupą dysków o podobnej pojemności, aby móc je porównać. Aby pomóc w zbudowaniu punktu odniesienia, skorzystaliśmy z danych z naszej ostatniej grupy testowej SAS3, gdzie dyski o podobnej pojemności zostały poddane testom SQL Server i MySQL. Dyski te uzyskają wyższe wyniki, co jest oczekiwane, ale dają również wgląd w to, jak wypada Toshiba HK4 na tle innych dysków. Porównywalne obciążenia aplikacji w tej recenzji:
- Seagate SAS3
- Toshiba PX04S SAS3
- HGST 1.6 TB SAS3
Syntetyczne porównania do tej recenzji:
- Intel S3500 480 GB
- Micron M500DC 480 GB
- Samsung 845DC 480GB
- Toshiba HK3R2 960GB
- Toshiba HG6 512GB
- SanDisk CloudSpeed Eco 960 GB
- Micron M510DC 480 GB
- Samsung SM863 960GB (uwaga: SM863 jest dyskiem o mieszanym przeznaczeniu, a nie dyskiem intensywnie odczytującym)
- Samsung PM863 960 GB
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 Toshiba HK4 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.
Analizując dane wyjściowe SQL Server, widzimy, że Toshiba HK4 ustępuje szybszym modelom SAS3, ale jest to oczekiwane w przypadku modelu SATA. HK4 zapewnił nam łącznie 6,245.67 TPS, a każda maszyna wirtualna uzyskała prawie tyle samo, odpowiednio 3,122.69 i 3,122.98 TPS. Należy zauważyć, że chociaż był to najsłabszy model w naszym teście, był tylko o 60 TPS wolniejszy od najlepszego, Seagate SAS, z wynikiem 6305.24 TPS.
HK4 miał obie osobne maszyny wirtualne i opóźnienie wynoszące 61 ms, co dawało średnio również 61 ms.
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, dysk Toshiba HK4 z interfejsem SATA wypadł gorzej niż dyski porównawcze SAS3, ale nadal wykonywał obciążenie w sposób spójny. Poszczególne maszyny wirtualne uzyskały wynik TPS od 436 do 469, a łączny wynik wyniósł 1787.4 TPS.
Analizując średnie opóźnienie maszyn wirtualnych w Sysbench, zmierzyliśmy, że poszczególne maszyny wirtualne miały opóźnienie w zakresie od 68.15 ms do 73.39 ms, co daje średnio 71.68 ms.
W naszym najgorszym scenariuszu opóźnień MySQL (opóźnienia na 99. percentylu) HK4 podał opóźnienie od 135.15 ms do 138.67 ms, ze średnią 137.41 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 Toshiba HK4 wykorzystuje dwa profile, które są szeroko 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 przy przepustowości 4k, HK4 zaczyna z wysoką pozycją, a następnie spada na czwarte miejsce, by ostatecznie zająć drugie miejsce ze stabilną wydajnością na poziomie około 32 000 IOPS.
Patrząc na średnie opóźnienie w fazie wstępnego kondycjonowania, ponownie widzimy, że HK4 ma lepszą wydajność. Zdarzało się, że HK4 miał najniższe opóźnienie, zanim zajął drugie miejsce z opóźnieniem w stanie ustalonym wynoszącym nieco poniżej 8 ms.
Podobnie jak we wszystkich testach prekondycjonowania maksymalnego opóźnienia, które przeprowadzamy, obserwujemy kilka skoków. Toshiba HK4 była dość spójna, z zaledwie kilkoma skokami – 99.38 ms to najwyższy wynik. Dysk zajął trzecie miejsce z opóźnieniem około 70 ms.
Odchylenie standardowe wykazało kolejny spójny wynik HK4. HK4 biegł łeb w łeb z Micronem 500DC, zanim został wyprzedzony na samym końcu, osiągając czas stabilizacji nieco poniżej 6 ms.
Podczas podstawowego syntetycznego testu porównawczego 4k, HK4 okazał się jednym z najlepszych procesorów, osiągając przepustowość odczytu na poziomie 79 709 IOPS (co dało mu trzecie miejsce w klasyfikacji generalnej) i przepustowość zapisu na poziomie 30 688 IOPS (co dało mu drugie miejsce w klasyfikacji generalnej).
Jeśli chodzi o średnie opóźnienie, HK4 ponownie plasuje się w czołówce z opóźnieniem zapisu wynoszącym 8.34 ms (najlepszy wynik w grupie) i opóźnieniem odczytu wynoszącym 3.211 ms (trzecie miejsce w klasyfikacji generalnej, ale tuż za dwoma urządzeniami Samsunga: SM863 z opóźnieniem wynoszącym 3.203 ms i PM863 z opóźnieniem wynoszącym 3.206 ms).
Patrząc na maksymalne opóźnienie, HK4 plasuje się w tyle za większością innych dysków pod względem opóźnienia odczytu, osiągając wartość 27.973 ms, co plasuje go na drugim miejscu. HK4 charakteryzował się jednak znacznie lepszymi prędkościami zapisu, z opóźnieniem 96.288 ms, co dało mu trzecie miejsce.
Odchylenie standardowe wskazuje, że opóźnienie odczytu dla HK4 plasuje się mniej więcej pośrodku i wynosi 2.048 ms, a opóźnienie zapisu plasuje się na trzecim miejscu, ponownie z wartością 6.285 ms.
Nasze kolejne obciążenie wykorzystuje transfery 8k z proporcją 70% operacji odczytu i 30% operacji zapisu. Ponownie zaczynamy od wyników wstępnego kondycjonowania, zanim przejdziemy do testów głównych. W tym przypadku HK4 powtórzył swoje ustawienie wstępnego kondycjonowania 4k, z mocnym startem, który prowadzi do wysokiego wyniku końcowego. HK4 osiąga stan stabilny na poziomie około 39 000 IOPS.
Jeśli chodzi o średnie opóźnienie, HK4 po raz kolejny zaczyna mocno i kończy na szczycie stawki, zajmując drugie miejsce, ze stabilnym opóźnieniem wynoszącym około 6.5 ms.
Maksymalne opóźnienie wykazywało wiele skoków i pików na wszystkich dyskach, w tym HK4. HK4 zajął trzecie miejsce w teście, a maksymalne opóźnienie wahało się między około 55 ms a 40 ms aż do końca testu.
W teście odchylenia standardowego HK4 zapewnił bardziej spójną wydajność, zajmując drugie miejsce z opóźnieniem niewiele poniżej 5 ms.
Po wstępnym przygotowaniu dysków przełączamy się na nasz główny test 8k 70/30. Pod względem przepustowości, HK4 zajął drugie miejsce, osiągając 38 481 IOPS.
Pod względem średniego opóźnienia HK4 ponownie wykazał się wysoką skutecznością, zajmując drugie miejsce i kończąc test z wynikiem 6.65 ms, tuż za najlepszym wynikiem z opóźnieniem 6.38 ms, Samsungiem SM863.
Patrząc na maksymalne opóźnienie, HK4 spadł z miejsca i wylądował w środku stawki. HK4 zaoferował nam maksymalne opóźnienie wynoszące 63.83 ms, czyli połowę opóźnienia najgorszego (HK3R2 z wynikiem 132.32 ms), ale prawie dwukrotnie wyższe niż opóźnienie najlepszego (SM863 z wynikiem 34.32 ms).
Odchylenie standardowe prowadziło na końcu do wyrównanego scenariusza, ale HK4 zdołał zająć drugie miejsce z opóźnieniem wynoszącym 5.02 ms.
Wniosek
Toshiba HK4 to 2.5-calowy dysk SSD SATA klasy enterprise, dostępny w dwóch modelach: do intensywnego odczytu (HK4R) i o wysokiej wytrzymałości (HK4E). Dyski mają pojemność od 120 GB do 1.92 TB (w zależności od modelu) i wykorzystują pamięć NAND nowej generacji 15 nm firmy Toshiba oraz kontrolery Toshiba. Dzięki temu jest to jeden z pierwszych dysków SATA o pojemności 2 TB. Dyski objęte są 5-letnią gwarancją i są przeznaczone do różnorodnych zastosowań, w tym do obciążeń mieszanych, serwerów WWW, serwerów plików, strumieniowego przesyłania multimediów, wideo na żądanie, wyszukiwarek i przechowywania danych na gorąco.
W naszych obciążeniach aplikacyjnych zauważyliśmy, że Toshiba HK4R dobrze radzi sobie w porównaniu z dyskami SAS3, choć ostatecznie został zdeklasowany przez znacznie droższe modele. Było to oczekiwane, ale pokazuje również, jak daleko Toshiba zdołała zaprowadzić dysk SSD SATA klasy enterprise w porównaniu z modelami SAS. W naszym teście wydajności SQL Server uzyskaliśmy łączny wynik 6,245 TPS, przy czym każda maszyna wirtualna miała wydajność 3,122 TPS. Opóźnienie HK4 w naszym teście SQL Server wyniosło 61 ms (zarówno indywidualne, jak i średnie). W naszym teście Sysbench, uruchamiając 4 mocno obciążone maszyny wirtualne MySQL, zmierzyliśmy łączne TPS na poziomie 1787, średnie opóźnienie na poziomie 72 ms i opóźnienie w najgorszym przypadku na poziomie 137 ms.
Nasze syntetyczne testy porównawcze były bardziej zbliżone do testu „jabłka z jabłkami” (z wyjątkiem SM863, który jest dyskiem o mieszanym przeznaczeniu) z kilkoma dyskami SATA w porównaniu z HK4. Tutaj HK4 błyszczy nieco jaśniej, przesuwając się do górnego końca kilku testów. W naszym teście 4k, HK4 zajął drugie miejsce pod względem przepustowości zapisu z 30 688 IOPS i trzecie pod względem przepustowości odczytu z 79 709 IOPS. HK4 miał najlepsze opóźnienie zapisu w grupie z 8.34 ms. W naszym teście 8k 70/30 HK4 wykazał się silną wydajnością pod względem przepustowości, ponownie zajmując drugie miejsce z 38 481 IOPS. HK4 dał nam również prędkości opóźnień wynoszące średnio 6.65 ms, maksymalnie 63 ms i odchylenie standardowe 5.02 ms.
ZALETY
- Dwukrotnie większa pojemność w porównaniu z poprzednim modelem
- W naszych testach aplikacji wypadł dobrze w porównaniu z dyskami SAS3
- Wydajność powyżej średniej w zakresie przepustowości i opóźnień 4K
Bottom Line
Toshiba HK4R to 2.5-calowy dysk SSD SATA o pojemności do 2 TB. Dysk zapewnia wydajność wystarczającą do intensywnych zastosowań odczytu, do których został zaprojektowany, a jednocześnie jest ekonomiczny w porównaniu z dyskami SAS.
Amazon