Atualmente, quando se trata de marketing de SSD corporativo, as unidades NVMe e SAS de alta capacidade recebem a maioria das manchetes. Mas atrás de seus primos mais vistosos está um estábulo inteiro de SSDs SATA que estão levando a maior parte das unidades SSD globais enviadas. Os SSDs Enterprise SATA são comumente segmentados ainda mais em categorias de leitura intensiva e gravação intensiva. Em alguns casos atípicos, um fornecedor também pode enviar uma unidade de uso misto apenas para cobrir todas as bases. Na realidade, essas unidades são todas iguais no núcleo, com a principal diferença sendo simplesmente o provisionamento e o firmware. O superprovisionamento geralmente determina a capacidade utilizável e os atributos de resistência de uma unidade. Neste resumo, estamos adotando uma abordagem fora do padrão. Nossas análises de SSD geralmente são um mergulho profundo em uma única unidade. Nesse caso, alinhamos cinco das principais ofertas de SSD de leitura intensiva da Intel, Toshiba, Samsung, Micron e SanDisk para ver como elas se comparam nesse lucrativo segmento de mercado.
Histórico de testes e comparáveis
O Laboratório de Testes Empresariais da StorageReview oferece uma arquitetura flexível para a realização de benchmarks de dispositivos de armazenamento corporativos em um ambiente comparável ao que os administradores encontram em implantações reais. O Laboratório de Testes Empresariais incorpora uma variedade de servidores, redes, condicionamento de energia e outras infraestruturas de rede que permitem à nossa equipe estabelecer condições reais para avaliar com precisão o desempenho durante nossas análises.
Incorporamos esses detalhes sobre o ambiente e os protocolos do laboratório em nossas análises para que os profissionais de TI e os responsáveis pela aquisição de armazenamento possam entender as condições sob as quais obtivemos os resultados apresentados. Nenhuma de nossas análises é paga ou supervisionada pelo fabricante do equipamento que testamos. Mais detalhes sobre o Laboratório de Testes Empresariais da StorageReview e uma visão geral de seus recursos de rede estão disponíveis nas respectivas páginas.
Comparáveis para esta revisão
- Intel 3520 1.6 TB
- Micron 5100 ECO 1.92 TB
- Samsung PM863a 1.92 TB
- SanDisk CloudSpeed Eco Gen2 1.92 TB
- Toshiba HK4R 1.92TB
Análise de carga de trabalho do aplicativo
Para entender as características de desempenho de dispositivos de armazenamento corporativos, é essencial modelar a infraestrutura e as cargas de trabalho de aplicativos encontradas em ambientes de produção reais. Nossos primeiros benchmarks para o grupo de SSDs da RI são, portanto, o desempenho do MySQL OLTP via SysBench e o desempenho do Microsoft SQL Server OLTP com uma carga de trabalho TCP-C simulada. Para nossas cargas de trabalho de aplicativos, cada unidade executará de 2 a 4 VMs configuradas de forma idêntica.
Desempenho do SQL Server
Cada VM do SQL Server é configurada com dois vDisks: volume de 100 GB para inicialização e um volume de 500 GB para o banco de dados e arquivos de log. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 64 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Embora nossas cargas de trabalho Sysbench testadas anteriormente tenham saturado a plataforma tanto em E/S de armazenamento quanto em capacidade, o teste de SQL procura desempenho de latência.
Este teste utiliza o SQL Server 2014 executado em máquinas virtuais convidadas com Windows Server 2012 R2, submetidas a estresse pelo Dell Benchmark Factory for Databases. O protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview emprega a versão atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações online que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C se aproxima mais do que benchmarks de desempenho sintéticos na avaliação dos pontos fortes e gargalos de desempenho da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados. Cada instância de nossa máquina virtual do SQL Server para esta análise utiliza um banco de dados SQL Server de 333 GB (escala 1,500) e mede o desempenho transacional e a latência sob uma carga de 15,000 usuários virtuais.
Configuração de teste do SQL Server (por VM)
- Windows Server 2012 R2
- Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados
- SQL Server 2014
- Tamanho do banco de dados: escala 1,500
- Carga de cliente virtual: 15,000
- Memória RAM: 48 GB
- Duração do teste: 3 horas
- 2.5 horas de pré-condicionamento
- período de amostra de 30 minutos
Host de fábrica de benchmark OLTP do SQL Server
- Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- CPUs duplas Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 núcleos, 45 MB de cache)
- 768 GB de RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB por CPU)
- 7.2 CentOS
- HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i
Em nossa carga de trabalho do SQL Server TPC-C, observando o desempenho da transação, vemos uma grande variação no desempenho, variando do Toshiba HK4R e Samsung PM863a na liderança com 6,245.7 e 6,224TPS, respectivamente, para o Intel 3520, atrás, com 3,796.7TPS.
Analisando a latência média no SQL Server, as diferenças entre as unidades tornam-se ainda mais dramáticas. Mais uma vez, o Toshiba HK4R e o Samsung PM863a lideram o grupo com 61ms e 78ms, com o Micron 5100 ECO saltando para 973ms, o SanDisk CloudSpeed Eco Gen2 medindo 1,151 e, por último, o Intel 3520 com pico de 3,161ms.
Desempenho do Sysbench
O próximo teste de desempenho consiste em um banco de dados Percona MySQL OLTP, medido pelo SysBench. Este teste mede a média de TPS (Transações por Segundo), a latência média e a latência média do 99º percentil.
Cada máquina virtual (VM) do Sysbench é configurada com três discos virtuais (vDisks): um para inicialização (~92 GB), um com o banco de dados pré-construído (~447 GB) e o terceiro para o banco de dados em teste (270 GB). Em termos de recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 60 GB de DRAM e utilizamos o controlador SCSI SAS da LSI Logic.
Configuração de teste do Sysbench (por VM)
- CentOS 6.3 64 bits
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- Tabelas de banco de dados: 100
- Tamanho do banco de dados: 10,000,000
- Segmentos de banco de dados: 32
- Memória RAM: 24 GB
- Duração do teste: 3 horas
- 2 horas de pré-condicionamento 32 tópicos
- 1 hora 32 tópicos
Host OLTP Sysbench
- Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- CPUs duplas Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 núcleos, 45 MB de cache)
- 768 GB de RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB por CPU)
- 7.2 CentOS
- HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i
Na métrica média de transações por segundo, vemos outra grande diferença entre as unidades no grupo de leitura intensiva, com o Toshiba HK4R liderando o grupo com 1,787.4 TPS agregado e o Micron 5100 ECO atrás do grupo com 1,092.7 TPS. Mais uma vez, a Samsung ficou perto da segunda posição, com uma grande variação no desempenho a seguir.
Comparando a latência média entre os diferentes SSDs SATA de leitura intensiva, medimos uma média começando em 71.7 ms com o Toshiba HK4R, 72.3 ms no Samsung PM863a, 78 ms no SanDisk CloudSpeed Eco Gen2, 109.9 ms no Intel 3520 e 117 ms no Micron 5100 ECO.
Houve uma mudança sutil olhando para o 99º percentil, com o Samsung PM863a assumindo a liderança com a latência mais consistente em 134ms, enquanto o Intel 3520 ficou atrás do grupo com uma medição de 233.4ms.
Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa
O desempenho do armazenamento flash varia conforme a unidade se adapta à sua carga de trabalho, o que significa que o armazenamento flash deve ser pré-condicionado antes de cada um dos benchmarks sintéticos do fio para garantir a precisão dos resultados. Cada uma das unidades comparáveis é pré-condicionada em estado estável com uma carga pesada de 16 threads e uma fila de 16 pendências por thread.
Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:
- Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
- Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
- Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
- Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)
Após a conclusão do pré-condicionamento, cada dispositivo é testado em intervalos em vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado. Nossa análise de carga de trabalho sintética para os SSDs RI SATA se concentra em um perfil, nossa carga de trabalho aleatória mista 8K 70/30 um passeio em cenários que não ocorreriam no mundo real.
- 8k
- 70% de leitura/30% de gravação
Anfitrião FIO
- Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T+
- CPUs duplas Intel E5-2699 v3 (2.3 GHz, 18 núcleos, 45 MB de cache)
- 768 GB de RAM (32 GB x 24 DDR4, 384 GB por CPU)
- 7.2 CentOS
- HBA Supermicro AOC-S3008L-L8i
Nosso benchmark de 8k usa uma proporção de 70% de operações de leitura e 30% de operações de gravação. Em nosso teste de rendimento, o Micron 5100 Eco começa na liderança e conseguiu manter essa liderança durante todo o teste. O Micron 5100 Eco atingiu um pico de 46,137 IOPS e teve o Samsung PM863 não muito atrás.
Olhando para a latência média, o Micron 5100 Eco teve a latência mais baixa, mal ultrapassando o Samsung PM863, que correu lado a lado durante todo o benchmark.
A latência máxima fez com que o Samsung PM863 ocupasse o primeiro lugar com a menor latência de todas as unidades, embora fosse negociado de um lado para o outro com o SanDisk.
Com desvio padrão, mais uma vez a Samsung e a Micron lutaram pelo primeiro lugar. Embora seja difícil ver no gráfico, o Samsung teve a latência mais baixa durante a maior parte do teste antes de ficar um pouco atrás do Micron perto do final.
Conclusão
O mercado de SSDs corporativos SATA está prosperando, em grande parte graças ao armazenamento definido por software e às implantações de HCI que podem gerenciar unidades SATA com eficácia e ainda fornecer os serviços de armazenamento que as organizações esperam. O VMware vSAN, por exemplo, adota uma abordagem baseada em cache, na qual a maioria dos SSDs em uma implantação serão unidades SATA. Graças às tecnologias de redução de dados (compressão, desduplicação), um SSD SATA de 1.92 TB (ou 1.6 TB se você for Intel) pode oferecer uma capacidade efetiva de 2 a 5 vezes esse valor, mantendo um perfil de custo mais baixo. A explosão desses sistemas de armazenamento mais flexíveis certamente é um bom presságio para toda a categoria SATA SSD.
As tendências do mercado tornam este um momento perfeito para examinar a categoria mais viável de armazenamento SSD empresarial, as unidades SATA de leitura intensiva. Curiosamente, algumas dessas unidades são um pouco antigas, algumas adotaram diferentes estratégias de pontos de capacidade, mas todas estão no mercado hoje e são as melhores ofertas de cada fornecedor nesta categoria. Em nossos testes, os resultados são bastante claros, Toshiba e Samsung lideram em termos de desempenho de aplicativos, com a Toshiba ocupando os primeiros lugares. Em nossa carga de trabalho sintética, o Micron 5100 ECO ficou em primeiro lugar, na frente do Samsung PM863a e do Toshiba HK4R, embora esses resultados não tenham sido traduzidos em nossos testes de aplicativos.
No final, a Toshiba é a líder, com a Samsung muito atrás; a verdadeira questão para os clientes será sobre preços. É difícil encontrar uma maneira de recomendar as outras três unidades, especialmente a Intel, que além do desempenho ruim, não reembolsa os 320 GB de capacidade que os outros fornecedores oferecem.
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