O Ultrastar SSD400M é o esforço da Hitachi para fornecer um concorrente sério no crescente espaço de SSD corporativo eMLC. O SSD400M oferece todo o pedigree que os compradores corporativos podem desejar, incluindo não apenas a liderança de longa data da Hitachi no setor de armazenamento, mas também da Intel. O SSD400M utiliza a tecnologia de processador eMLC NAND e SSD de 25 nm da mais alta qualidade da Intel, combinada com o firmware desenvolvido em conjunto pela Hitachi/Intel. O SSD400M resultante leva o nome da marca Hitachi, mas é o resultado de um forte esforço de co-desenvolvimento.
A Hitachi oferece o Ultrastar SSD2.5M de 400″ com uma interface SAS de 6.0 Gb/s e oferece taxa de transferência de até 495 MB/s de leitura, 385 MB/s de gravação, 56,000 IOPS de leitura de 4K aleatórios e 24,000 IOPS de gravação de 4K aleatórios. Na empresa, porém, não se trata apenas de velocidade com SSDs, há também um custo total maior de medição de propriedade em jogo. A Hitachi cita 8,360 IOPS/watt, para aqueles que consideram o consumo de energia em sua decisão de compra de armazenamento.
O SSD400M não se trata apenas de desempenho, a engenharia e a qualificação da Hitachi levam a um SSD extremamente confiável, com apenas uma taxa de falha anualizada de 44% (MTBF de 2 milhões de horas). De uma perspectiva de resistência, a unidade oferece gravações de até 7.3 PB (capacidade de 400 GB), equivalente a 4 TB de gravações por dia durante cinco anos e leituras ilimitadas. Outros destaques incluem o padrão T10 Data Integrity Field (DIF), código de correção de erro estendido (ECC), paridade Exclusive-OR (XOR) para proteger contra falha do flash die, caminhos de dados internos com verificação de paridade sem um cache de gravação externo e um power recurso de gerenciamento de dados de perda que não requer supercapacitores.
A Hitachi oferece o SSD400M em capacidades de 200 GB e 400 GB com autocriptografia TCG opcional e tem garantia de cinco anos.
Especificações Hitachi Ultrastar SSD400M:
- Capacidades
- 400GB
- HUSML4040ASS600
- Criptografia HUSML4040ASS601 TCG
- 200GB
- HUSML4020ASS600
- Criptografia HUSML4020ASS601 TCG
- 400GB
- Interface – Porta dupla SAS 6Gb/s
- Controlador Intel EW29AA31AA1
- Intel Enterprise Multi-level cell (MLC) 25nm NAND x 39 (624 GB+ Raw, 400 GB utilizável)
- SDRAM Hynix H5PS1G83EFR 1 Gb x 4 DDR2 (512 MB)
- Fator de forma – 2.5 polegadas, altura z de 15 mm
- Desempenho de transferência
- Taxa de transferência de leitura (sequencial de 64 K) 495 MB/s máx.
- Taxa de transferência de gravação (sequencial de 64 K) 385 MB/s máx.
- IOPS máximo de leitura (4K aleatório) 56,000
- Max Write IOPS (4K aleatório) 24,000
- Resistência (gravação aleatória)
- Capacidade de 400 GB 7.3 PB máx.
- Capacidade de 200 GB 3.7 PB máx.
- Taxa de erro (não recuperável, bits lidos) – 1 em 1016
- MTBF – 2.0 milhões
- Consumo de energia
- Desempenho ocioso 1.7 W
- Operando 5.5 W típico
- Eficiência de consumo de energia (IOPS/Watt) – 8,360
- Dimensões (largura x profundidade, altura mm) – 70.1 x 100.6 x 15
- Peso (máx.) – 206g (400GB), 221g (200GB)
- Temperatura ambiente 0 a 60ºC
- Choque (meia onda senoidal) 1000G (0.5ms), 500G (2ms)
- Vibração (Random G RMS) – 2.16, todos os eixos, 5 a 700 Hz
Projeto e Desmontagem
O Hitachi Ultrastar SSD400M possui um corpo de aço inoxidável liso, estampado na forma precisa de uma unidade de 2.5 polegadas com 15 mm de altura. Na parte superior, a unidade é finalizada com um único adesivo branco que ocupa toda a superfície superior, descrevendo a unidade até as certificações e revisão do firmware. A parte inferior inclui adesivos adicionais, reiterando o número de série e o número de peça da unidade. O corpo é bastante básico e limpo por fora, com um peso robusto de 205 gramas, muito do qual está relacionado à dissipação térmica interna. Com projetos de resfriamento de datacenter ao ar livre em mente (usando ar externo em vez de ar resfriado ou condicionado) e um esforço geral para reduzir os custos de energia associados ao resfriamento, a Hitachi oferece ao Ultrastar SSD400M uma temperatura operacional máxima de 70C / 158F.
O perfil lateral do drive mostra claramente as duas seções que compõem o corpo do SSD400M. A Hitachi usa locais de parafusos padrão da indústria na lateral e na parte inferior do SSD para montagem vertical ou horizontal.
A parte frontal do Ultrastar SSD400M inclui apenas o conector SAS de 6.0 Gb/s de link duplo, sem conexões adicionais visíveis do exterior da unidade.
Abrir a unidade mostra alguns dos recursos de dissipação térmica do Ultrastar SSD400M e explica de onde vem parte do peso. As tampas superior e inferior apresentam almofadas térmicas grossas para retirar o calor dos principais componentes do SSD. A tampa superior inclui um dissipador de calor adicional para aumentar ainda mais a quantidade de energia que o corpo da caixa pode absorver das placas de circuito interno que aquecem durante o uso intenso. O design do SSD é dividido em duas partes, com o controlador voltado para dentro entre cada placa de circuito. A almofada branca na parte inferior do gabinete foi projetada para afastar o calor da parte inferior do controlador, com as almofadas térmicas rosa voltadas para as peças NAND. O corpo é feito o mais plano possível no exterior, para permitir maior contato da superfície com os compartimentos de unidade para liberar energia térmica no gabinete do servidor e, eventualmente, sair por meio de resfriamento de ar forçado.
No coração do Hitachi Ultrastar SSD400M está um processador Intel EW29AA31AA1, usando firmware co-desenvolvido pela Hitachi e pela Intel. Para o cache, o SSD400M usa quatro peças de memória Hynix de 128 MB, totalizando 512 MB.
Espalhados por ambas as placas de circuito estão 39 peças de Intel Enterprise MLC NAND. Isso fornece um total superior a 624 GB de NAND bruto, embora apenas 400 GB sejam utilizáveis. A Hitachi usa uma mistura de diferentes tamanhos de NAND, embora o uso interno não seja especificado. Esse espaço reservado provavelmente é usado para coleta de lixo em segundo plano, nivelamento de desgaste e tratamento de falhas de matriz de uma maneira que não desacelere ou desabilite a unidade durante sua vida útil.
As seções voltadas para dentro da placa de circuito incluem o controlador Intel EW29AA31AA1, NAND adicional, bem como a longa interface que conecta as duas metades do SSD.
Abaixo, são mostradas as duas seções externas do SSD Hitachi Ultrastar SSD400M. Observe que este design de SSD não utiliza ultracapacitores. Em vez disso, a Hitachi optou por onze capacitores orgânicos KEMET à base de tântalo (KO-CAP). Esses capacitores têm uma vida útil mais longa e não se expandem ou se degradam tão rapidamente quanto outras alternativas. Uma configuração semelhante foi encontrada tanto no SSD Intel 320 para o consumidor final quanto no SSD Intel 710 para empresas.
Esses capacitores dão ao drive tempo suficiente para descarregar SDRAM para NAND, embora a quantidade real de tempo de espera não seja especificada.
Benchmarks Corporativos
O SSD Hitachi Ultrastar SSD400M utiliza NAND eMLC de 25 nm da Intel, um controlador Intel EW29AA31AA1 e uma interface SAS de 6.0 Gb/s; nossa unidade de teste possui 400 GB. Os SSDs comparáveis utilizados nesta análise incluem os seguintes SSDs empresariais testados recentemente: Micron P300 (100 GB, Marvell 9174, NAND SLC de 34 nm da Micron, SATA), Toshiba MKx001GRZB (400 GB, Marvell 9032, NAND SLC de 32 nm da Toshiba, SAS) e Samsung SM825 (200 GB, Samsung S3C29MAX01-Y330, NAND eMLC de 30 nm da Samsung, SATA). Todos os SSDs empresariais foram testados em nossa plataforma de testes empresarial baseada em um Lenovo ThinkServer RD240 . Todos os valores do IOMeter são representados como valores binários para velocidades em MB/s.
Nosso primeiro teste analisa a velocidade em um ambiente de gravação sequencial com grandes transferências de blocos. Este teste específico usa um tamanho de transferência de 2 MB com IOMeter, com alinhamento de setor de 4 k e mede o desempenho com uma profundidade de fila de 4. Nesse cenário, a Hitachi afirma uma velocidade máxima de leitura de 495 MB/s e uma velocidade de gravação de 385 MB/s para seu Ultrastar de 400 GB SSD400M.
Em nosso teste de transferência sequencial de blocos grandes, o Ultrastar SSD400M apresentou velocidades de leitura de 527 MB/s e velocidades de gravação em estado estacionário de 385 MB/s. A velocidade de leitura ficou acima das estimativas da Hitachi, mas a velocidade de gravação foi certeira. Esses benchmarks em linha reta colocam o SSD400M no topo de nosso gráfico.
Mudando para um perfil de acesso aleatório, mas ainda mantendo um grande tamanho de transferência de bloco de 2 MB, começamos a ver como o desempenho varia em um ambiente multiusuário. Este teste mantém o mesmo nível de profundidade de fila de 4 que usamos no benchmark de transferência sequencial anterior.
Com a mudança para transferências aleatórias de blocos grandes, o Hitachi Ultrastar SSD400M manteve sua liderança em velocidade de leitura, medindo 525 MB/s. Suas velocidades de gravação em estado estacionário caíram para 153 MB/s, ainda liderando o grupo.
Mudando para um tamanho de transferência de acesso aleatório ainda menor de 4K, chegamos mais perto do tamanho do pacote que pode ser encontrado em um ambiente de acesso aleatório pesado, como uma configuração de servidor com várias VMs acessando o mesmo array. No primeiro teste, analisamos o desempenho de leitura de 4K expandido e como ele escala de uma profundidade de fila de 1 a um máximo de 64.
Olhando para o nosso gráfico randômico aleatório de 4K, notamos um forte desempenho do Ultrastar SSD400M, classificado abaixo do Toshiba eSSD com uma velocidade máxima de leitura de 4K de 57,261 IOPS em uma profundidade de fila de 64.
Nosso próximo teste analisa o desempenho de gravação aleatória de 4K em uma profundidade de fila estática de 32 e os resultados são registrados e a média é calculada assim que as unidades atingem o estado estável. Embora o desempenho de IOPS seja uma boa métrica para medir o desempenho de estado estável, outra área importante de interesse é a média e a latência de pico. Valores de latência de pico mais altos podem significar que certas solicitações podem ser armazenadas em backup contínuo intenso.
A Hitachi reivindicou um pico de velocidade de carga de trabalho de gravação aleatória de 4K de 24,000 IOPS, que descobrimos ser 21,525 IOPS em estado estacionário em nossos testes. Essa velocidade foi classificada como a mais alta em nosso grupo, acima do Micron P300 baseado em SLC. Nestas condições o Ultrastar SSD400M mediu 84MB/s em média com um tempo de resposta médio de 1.49ms. O tempo máximo de resposta foi provavelmente o mais impressionante, chegando a apenas 34.43 ms.
Nossa última série de benchmarks sintéticos compara ambas as unidades corporativas em uma série de cargas de trabalho mistas de servidor com uma profundidade de fila estática de 32. Como os benchmarks sintéticos no início desta revisão, esses testes também são medidos em estado estável. Cada um de nossos testes de perfil de servidor tem uma forte preferência em relação à atividade de leitura, variando de 67% de leitura com nosso perfil de banco de dados a 100% de leitura em nosso perfil de servidor da web.
O primeiro é nosso perfil de banco de dados, com uma mistura de carga de trabalho de 67% de leitura e 33% de gravação centrada principalmente em tamanhos de transferência de 8K.
O Hitachi Ultrastar SSD400M se nivelou com uma velocidade média de transferência de 15,441 IOPS em nosso perfil de banco de dados, ao lado do Samsung SM825 com tecnologia eMLC. Ambas as unidades surgiram sob as contrapartes SLC; os SSDs Toshiba e Micron.
O próximo perfil analisa um servidor de arquivos, com carga de trabalho de 80% de leitura e 20% de gravação distribuída em vários tamanhos de transferência variando de 512 bytes a 64 KB.
Em nosso rastreamento de servidor de arquivos, o Hitachi SSD400M ficou ao lado do Samsung SM825, oferecendo uma velocidade média de 14,488 IOPS, em comparação com 14,980 do Samsung SM825. O Hitachi veio aproximadamente 25% mais lento que o Toshiba SLC SSD.
Nosso perfil de servidor web é somente leitura com tamanhos de transferência de 512 bytes a 512 KB.
Com sua rápida interface SAS 6.0Gb/s, o Hitachi Ultrastart SSD400M foi capaz de esticar suas pernas em nosso perfil de servidor Web, ficando em segundo lugar para o Toshiba SLC SSD, com uma velocidade de 18,593 IOPS. Isso se compara a 24,193 IOPS do Toshiba eSSD, 16,584 IOPS do Micron P300 ou 12,199 IOPS do Samsung SM825.
O último perfil analisa uma estação de trabalho, com uma mistura de 20% de gravação e 80% de leitura usando transferências de 8K.
Em nosso perfil Workstation, o Hitachi SSD400M ficou acima do Samsung SM825, medindo 18,422 em comparação com 6,443 IOPS do SM825. Neste perfil, o Toshiba eSSD mediu 26,337 IOPS, enquanto o Micron P300 obteve uma média de 22,926 IOPS.
Consumo de energia empresarial
Quando se trata de escolher unidades para o datacenter ou outro ambiente de armazenamento densamente compactado, o desempenho não é a única métrica em que as empresas estão interessadas ao olhar para SSDs ou discos rígidos. O consumo de energia pode ser um grande problema em certos casos, por isso faz sentido que você queira saber como uma unidade funcionaria sob uma carga de trabalho constante.
Na seção Enterprise Power desta revisão, examinamos cada unidade nas mesmas condições que usamos para testar as velocidades de leitura e gravação anteriormente. Isso inclui transferências sequenciais e aleatórias de 2 MB com uma profundidade de fila de 4 e pequenas transferências aleatórias de leitura e gravação de 4K em uma profundidade de fila de 32. condições de fome de energia.
Sob todas as condições, exceto na inicialização, o Hitachi Ultrastar SSD400M usou 5.62 watts ou menos. A atividade com maior consumo de energia para o SSD400M foi a gravação QD4 sequencial de 2 MB, usando uma média de 5.62 watts durante o teste. O segundo foi a gravação aleatória de 4K QD32, o terceiro foi a leitura QD4 sequencial seguida pela leitura estável de 4K QD32 chegando em quarto lugar. Durante a atividade de gravação pesada, o Hitachi Ultrastar SSD400M usou um pouco menos da quantidade de energia que o SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB exigia, embora a energia diminuísse rapidamente para níveis muito mais baixos, perto da paridade com o Micron P300 ou Samsung SM825, sob leitura pesada cargas.
Um grande impulso para um SSD eMLC em um ambiente de datacenter está em torno do custo por GB e IOPS/Watt. Calculamos um valor de 19,484 IOPS/watt em leitura aleatória pura de 4K em uma profundidade de fila de 32, caindo para 6,150 IOPS/watt se você observar a gravação aleatória constante de 4K. Isso comparado a 38,481 IOPS/watt de leitura ou 10,119 IOPS/watt de gravação no SLC Micron P300 ou 16,385 IOPS/watt de leitura, 3,082 IOPS/watt de gravação no SLC Toshiba MKx001GRZB, ou 14,980 IOPS/watt de leitura, 2,043 IOPS/watt de gravação em o eMLC Samsung SM825. Realmente se resume às necessidades da empresa, encontrar a melhor combinação de potência para desempenho (ou apenas desempenho direto) que leva em consideração ao comprar o SSD ou o disco rígido.
Conclusão
O Hitachi Ultrastar SSD400M possui um controlador Intel, Intel NAND e firmware personalizado desenvolvido pelos engenheiros da Hitachi e da Intel. O resultado final é impressionante, oferecendo forte desempenho em nosso Enterprise Testing Environment. Baseado em MLC empresarial ou eMLC NAND, o SSD400M oferece muito do desempenho de um SSD baseado em SLC, mas com um investimento muito melhor em $/GB ou $/IOPS. Em alguns casos, o SSD Hitachi eMLC foi capaz de superar alguns de seus concorrentes SLC, como foi o caso em nosso benchmark de estado estacionário de 4K, onde mediu 21,525 IOPS no topo do gráfico.
O eMLC Ultrastar SSD400M foi capaz de superar os SSDs SLC da Micron e da Toshiba em velocidades de gravação quando analisamos benchmarks de carga de trabalho única. Ele oferecia a maior velocidade de transferência sequencial e aleatória de blocos grandes de 385 MB/s e 153 MB/s, respectivamente. Ele também ofereceu as velocidades de estado estacionário de 4K mais altas do grupo, medindo 21,525 IOPS ou 84 MB/s. Olhando para o desempenho de carga de trabalho mista, o Hitachi SSD400M ofereceu altas velocidades em nosso perfil de servidor Web somente leitura, bem como um desempenho muito forte em nosso perfil de estação de trabalho em comparação com o Samsung SM825.
Mesmo com seus fortes números de carga de trabalho única, o SSD400M ainda se classificou abaixo do Toshiba MKx001GRZB e Micron P300 baseado em SLC em nossos perfis de banco de dados e servidor de arquivos e ficou logo abaixo do Samsung SM825. Isso significa que, em algumas cargas de trabalho de gravação pesada, um SLC-SSD ainda é preferível se o desempenho for o objetivo principal. No entanto, dependendo da importância do TCO na decisão de compra, o desempenho eMLC do SSD400M pode estar próximo o suficiente para merecer consideração.
Separando-se de algumas das outras unidades corporativas que analisamos, a Hitachi não seguiu o caminho de usar ultracapacitores dentro do SSD400M, optando pelos capacitores orgânicos KEMET. Esses capacitores não são capazes de fornecer a mesma quantidade de tempo de espera no caso de uma falha de energia, mas sua configuração ainda permite que a unidade descarregue o cache no NAND, para que os dados não sejam perdidos em armazenamentos de memória voláteis. Esses componentes permitem uma temperatura operacional muito mais quente de 70°C, em vez dos 55°C do Samsung SM825 ou Toshiba MKx001GRZB, ambos os quais usam ultracapacitores. À medida que os datacenters buscam reduzir os custos, a capacidade de operar equipamentos em temperaturas mais altas sem aumentar o risco de falha permite que os sistemas sejam refrigerados a ar externo ou sistemas HVAC voltados para temperaturas ambientes mais altas para economizar nas despesas de resfriamento.
Prós
- Ótimas velocidades de gravação sequencial de 2 MB, aleatória de 2 MB e aleatória de 4K
- Capaz de operar em altas temperaturas de operação
- Excelentes valores de IOPS/Watt do eMLC SSD
Contras
- As velocidades de gravação caem em cenários mistos de carga de trabalho
ponto de partida
Com o Ultrastar SSD400M, a Hitachi basicamente escreve o guia de instruções quando se trata de executar com um parceiro. O SSD empresarial desenvolvido em conjunto pela Hitachi/Intel é uma das melhores unidades eMLC gerais do mercado, superando até mesmo os concorrentes SLC em alguns casos, como desempenho de estado estável de 4K. A Hitachi também projetou o SSD400M com tolerâncias de calor mais altas do que outras unidades, tornando-o compatível com data centers ao ar livre e reduzindo, em geral, as despesas com resfriamento, melhorando ainda mais o TCO.
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