A Samsung entrou no mercado que visa preencher a lacuna entre a memória do sistema e o armazenamento com seu novo SSD 983 ZET. Até agora, nesta arena, vimos não necessariamente os drives de melhor desempenho, mas drives com latência muito baixa. O 983 ZET é um SSD NVMe projetado especificamente para baixa latência (com qualidade de serviço (QoS) de reivindicações de leitura/gravação de até 0.03ms com uma latência mínima de 20μs) para aplicativos de computação de alto desempenho, bem como tecnologias emergentes que estão se tornando mais comuns, como IA e IoT.
O Samsung 983 ZET utiliza um fator de forma de meia altura, meio comprimento (HHHL) com interface PCIe Gen3 x4, NVMe 1.2. Um tanto surpreendente aqui é que a unidade é construída com o V-NAND da Samsung (apesar do marketing inicial do Z-NAND) em oposição a alguma nova tecnologia NAND. V-NAND não é desleixado quando se trata de desempenho; na verdade, ele tende a liderar o campo nos testes que fizemos. O V-NAND também provou seu desempenho, confiabilidade e qualidade geral. No lado do desempenho, o 983 ZET é cotado para fornecer até 3.4 GB/s e 3 GB/s de velocidade de leitura/gravação sequencial, respectivamente, bem como até 750K IOPS e 60K IOPS de leitura/gravação aleatória, respectivamente.
Para nossa análise do Samsung 983 ZET, testaremos as capacidades de 480 GB e 960 GB. No momento em que este livro foi escrito, essas eram as duas únicas capacidades oferecidas e, novamente, refletem a tendência na lacuna entre memória e armazenamento que vimos até agora.
Samsung 983 ZET Especificações
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Fator de Forma |
Meia Altura Meio Comprimento (HHHL) |
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Capacidade |
480GB, 960GB |
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Interface |
PCI Express Gen3 x4, NVMe 1.2 |
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Tipo NAND |
Samsung V-NAND de baixa latência |
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Temperatura de Operação |
0-55 deg C |
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Desempenho |
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Leitura Seqüencial |
Até 3,400 MB / s |
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Escrita Seqüencial |
Até 3,000 MB / s |
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Leitura aleatória (4 KB, QD32) |
Até 750,000 IOPS |
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Gravação aleatória (4 KB, QD32) |
Até 60,000 IOPS |
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resistencia |
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Expectativa de vida |
2.0 Milhões de Horas MTBF |
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Choque |
1500G, duração 0.5 ms, meia onda senoidal |
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Característica especial |
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Suporte para criptografia |
AES de 256 bits |
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Consumo de energia |
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Leitura Ativa |
Tipo. Até 8.5 W |
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Gravação ativa |
Tipo. Até 9.0 W |
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inativo |
Até 5.5 W |
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Garantia |
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480GB |
5 anos ou 8.5 DWPD |
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960GB |
5 anos ou 10 DWPD |
Design e Construção
Os SSDs Samsung 983 ZET apresentam o fator de forma de cartão suplementar de meia altura e meio comprimento (HHHL AIC). A parte superior da unidade utiliza um design ventilado para proteger os componentes internos contra superaquecimento.
Na parte inferior da unidade, você encontrará o adesivo, que exibe as informações da unidade, como nome, número do modelo, etc. A unidade usa uma interface PCI Express Gen3 x4, NVMe 1.2 e cabe tanto em tamanho slots PCIe de meia altura.
Desempenho
Mesa de teste
Nossas análises de SSDs corporativos utilizam um Lenovo ThinkSystem SR850 para testes de aplicativos e um Dell PowerEdge R740xd para benchmarks sintéticos. O ThinkSystem SR850 é uma plataforma quad-CPU bem equipada, oferecendo potência de processamento muito superior à necessária para estressar o armazenamento local de alto desempenho. Os testes sintéticos que não exigem muitos recursos de CPU utilizam o servidor dual-processador mais tradicional. Em ambos os casos, o objetivo é demonstrar o armazenamento local da melhor maneira possível, de acordo com as especificações máximas dos fornecedores.
Lenovo Think System SR850
- 4 x CPU Intel Platinum 8160 (2.1 GHz x 24 núcleos)
- 16 x 32GB DDR4-2666Mhz ECC DRAM
- 2 x placas RAID 930-8i 12 Gb/s
- 8 compartimentos NVMe
- VMware ESXI 6.5
Dell PowerEdge R740xd
- 2 x CPU Intel Gold 6130 (2.1 GHz x 16 núcleos)
- 16 x 16 GB DDR4-2666 MHz ECC DRAM
- 1 placa RAID PERC 730 2GB 12Gb/s
- Adaptador NVMe Complementar
- Ubuntu-16.04.3-desktop-amd64
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.
Principais comparáveis para esta revisão:
Houdini por SideFX
O teste do Houdini foi especificamente projetado para avaliar o desempenho do armazenamento em relação à renderização de CGI. A plataforma de teste para esta aplicação é uma variante do servidor Dell PowerEdge R740xd que utilizamos em nosso laboratório, com dois processadores Intel 6130 e 64 GB de DRAM. Neste caso, instalamos o Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) em hardware dedicado. O tempo de execução do benchmark é medido em segundos, sendo que um tempo menor indica melhor desempenho.
A demonstração do Maelstrom representa uma seção do pipeline de renderização que destaca os recursos de desempenho do armazenamento, demonstrando sua capacidade de usar efetivamente o arquivo de troca como uma forma de memória estendida. O teste não grava os dados do resultado nem processa os pontos para isolar o efeito do tempo decorrido do impacto da latência no componente de armazenamento subjacente. O teste em si é composto por cinco fases, três das quais executamos como parte do benchmark, que são as seguintes:
- Carrega pontos compactados do disco. Este é o momento de ler do disco. Isso é de thread único, o que pode limitar a taxa de transferência geral.
- Descompacta os pontos em uma única matriz plana para permitir que sejam processados. Se os pontos não tiverem dependência de outros pontos, o conjunto de trabalho pode ser ajustado para permanecer no núcleo. Esta etapa é multiencadeada.
- (Não Executar) Processe os pontos.
- Reempacota-os em blocos agrupados adequados para armazenamento em disco. Esta etapa é multiencadeada.
- (Não executado) Grave os blocos agrupados de volta no disco.
A família Samsung 983 ZET interrompeu o reinado total do Intel Optane em nosso benchmark Houdini, superando o 900P 280GB e ambas as unidades na classe 800P. Embora não tenha superado o P4800X e o 900P 480GB, é bom ver uma unidade que traz alguma concorrência à família Optane.
No geral, o Samsung 983 ZET de 480 GB e 960 GB teve um desempenho excessivamente bom, ficando em terceiro e quarto lugar com o de 960 GB em 1,618.9 segundos e o de 480 GB em 1,666.4 segundos.
Análise de Carga de Trabalho do VDBench
Quando se trata de dispositivos de armazenamento de comparação, o teste de aplicativo é o melhor e o teste sintético vem em segundo lugar. Embora não seja uma representação perfeita das cargas de trabalho reais, os testes sintéticos ajudam a estabelecer a linha de base dos dispositivos de armazenamento com um fator de repetibilidade que facilita a comparação entre soluções concorrentes. Essas cargas de trabalho oferecem uma variedade de perfis de teste diferentes, desde testes de "quatro cantos", testes comuns de tamanho de transferência de banco de dados até capturas de rastreamento de diferentes ambientes VDI. Todos esses testes utilizam o gerador de carga de trabalho vdBench comum, com um mecanismo de script para automatizar e capturar resultados em um grande cluster de teste de computação. Isso nos permite repetir as mesmas cargas de trabalho em uma ampla variedade de dispositivos de armazenamento, incluindo arrays flash e dispositivos de armazenamento individuais. Nosso processo de teste para esses benchmarks preenche toda a superfície da unidade com dados e, em seguida, particiona uma seção da unidade igual a 25% da capacidade da unidade para simular como a unidade pode responder às cargas de trabalho do aplicativo. Isso é diferente dos testes de entropia total, que usam 100% da unidade e os colocam em estado estacionário. Como resultado, esses números refletirão velocidades de gravação sustentadas mais altas.
perfis:
- Leitura aleatória em 4K: 100% de leitura, 128 threads, 0-120% de atualização
- Gravação aleatória em 4K: 100% de gravação, 64 threads, 0-120% de atualização
- Leitura sequencial de 64K: 100% de leitura, 16 threads, 0-120% iorado
- Gravação sequencial de 64K: 100% gravação, 8 threads, 0-120% iorado
- Banco de Dados Sintético: SQL e Oracle
- Clone completo de VDI e rastreamentos de clone vinculados
Em nossa primeira análise de carga de trabalho VDBench, analisamos o desempenho de leitura aleatória de 4K. Aqui, os modelos Samsung 983 ZET de 960 GB e 480 GB tiveram resultados praticamente idênticos em 794,946.8 IOPS e 795,418.3 IOPS, colocando-os à frente das unidades Optane concorrentes. Olhando para a latência, ambas as unidades começaram em torno de 21.5 μs a 159K IOPS e permaneceram abaixo de 50 μs até quebrarem 700K IOPS.
Ao olhar para a gravação aleatória em 4K, no entanto, as unidades Samsung cantaram uma música muito diferente, ficando significativamente atrás das unidades Optane, com o modelo de 960 GB chegando a 215,560.8 IOPS e o modelo de 480 GB chegando a 189,288 IOPS. Aqui vimos a latência para o 480GB começar em 22.8 μs em 18,690 IOPS e permanecer abaixo de 100 μs até cerca de 160K IOPS. O de 960 GB começou com latência de 20.2 μs para 25,299 IOPS e permaneceu abaixo de 100 μs até pouco mais de 200 IOPS. Isso é menos da metade do desempenho das unidades Optane com latência semelhante. 
Passando para o desempenho sequencial, analisamos nossos benchmarks de 64K. Em leituras, os ZETs da Samsung roubaram a liderança novamente com o de 960 GB com pico de 49,935.59 IOPS (3,120.975 MB/s) e o de 480 GB com 50,171.39 IOPS (3,135.712 MB/s). Aqui o 480GB começou com uma latência de 66.7μs a 5,094 IOPS ou 318MB/s, o drive permaneceu abaixo de 100μs até cerca de 35K IOPS ou 2.2GB/s. O de 960 GB começou com 5,003 IOPS ou 312 MB/s com uma latência de 66.8 μs e ficou abaixo de 100 μs até cerca de 35,000 IOPS ou 2.2 GB/s. Embora ambos os tipos de drive tenham ultrapassado o limite de 100 μs aproximadamente ao mesmo tempo, os drives Optane começaram com latência mais baixa (cerca de 47 μs) e permaneceram abaixo do Samsung. 
Na gravação sequencial de 64K, os ZETs de 480 GB e 960 GB caíram para durar novamente, mostrando 13,503.27 IOPS (843.95 MB/s) e 15,921.94 IOPS (995.12 MB/s) para 480 GB e 960 GB, respectivamente. O de 480 GB começou com uma latência de 66.3 μs a 1,296 IOPS ou 162 MB/s; permaneceu abaixo de 100μs até cerca de 12K IOPS ou 750MB/s. O de 960 GB começou com uma latência de 65.1 μs a 1,506 IOPS ou 180 MB/s e permaneceu abaixo de 100 μs até cerca de 14.6 K IOPS ou 830 MB/s.
Em seguida, examinamos nossa carga de trabalho SQL. Aqui, de uma perspectiva de taxa de transferência, as unidades ZET são capazes de superar ligeiramente os comparáveis Optane em desempenho máximo, mas apresentam uma latência mais alta em todos os aspectos. Enquanto o ZET oferecia uma latência impressionante de 28μs e 32.2K IOPS de cara, as unidades Optane mediam menos de 15μs. Essa lacuna aumentou à medida que as cargas aumentavam. Portanto, embora o ZET seja sem dúvida mais rápido que os SSDs NVMe tradicionais, ele tem problemas para acompanhar a baixa latência oferecida pelo Optane. O de 480 GB terminou com 320,007 IOPS com latência de 99.6μs e o de 960GB com 330,432 IOPS com latência de 96.4μs.
Passando para o SQL 90-10, os Samsungs começaram abaixo de 30μs de latência e 22.6K IOPS chegando ao pico de 230,838 IOPS para 480GB (quebrando 100μs em torno de 200K IOPS) e 254,952 IOPS para 960GB (quebrando 100μs em cerca de 240K IOPS) . Tanto no desempenho máximo quanto na latência geral, as unidades ZET ficaram atrás das unidades Optane, que permaneceram abaixo de 20 μs até cerca de 225 mil IOPS.
Olhando para o SQL 80-20, o ZET começou em torno de 31μs para latência e 17K IOPS, mas mais uma vez ficou para trás com o pico de 480 GB em 170,899 IOPS e o de 960 GB em 200,970 IOPS. Os drives da Samsung ultrapassaram 100μs muito antes do Optane (que quase terminou a corrida abaixo de 100μs). O 480 ultrapassou 100μs em cerca de 120K IOPS e o 960GB chegou a cerca de 181K IOPS.
Para nossos testes Oracle, as unidades ZET começaram com latência em torno de 30μs e 15K IOPS, mas mantiveram a retaguarda novamente com outra grande distância atrás da Intel. Aqui, a unidade de 480 GB terminou com um pico de 143,233 IOPS e a de 960 GB com 171,327 IOPS. O 480GB ultrapassou 100μs em cerca de 86.5K IOPS e o 9860 quebrou 100μs em aproximadamente 136K IOPS.
Para Oracle 90-10, as unidades ZET começaram abaixo de 30 μs e 22.5 K IOPS. Os de 480 GB e 960 GB terminaram com 226,739 IOPS a uma latência de 96.3μs e 253,593.5 IOPS a uma latência de 85.1μs, respectivamente.
No teste Oracle 80-20, as unidades ZET começaram com 29.6 μs a 17,498 IOPS para 480 GB e o 960 GB teve 27.9 μs de latência a 20,095 IOPS. O de 480 GB atingiu o pico de 173,989 IOPS e o de 960 GB em cerca de 200 IOPS. Ambas as unidades Samsung estavam perto de seu pico antes de quebrar 100μs com o 480GB em cerca de 158K IOPS e o 960GB em cerca de 197K IOPS. As unidades Optane tiveram latência abaixo de 20 μs durante a maior parte de sua execução. 
Em seguida, mudamos para nosso teste de clone VDI, Full Clone (FC) e Linked Clone (LC). Para o VDI FC Boot, ao observar a taxa de transferência, as unidades ZET tiveram um desempenho um pouco melhor do que as unidades Optane. Mais uma vez, porém, de uma perspectiva de latência, os ZETs começaram vários microssegundos atrasados (35μs a 22.7μs), e vemos essa lacuna aumentar à medida que o IOPS aumenta. As unidades ZET terminaram com 480 GB em 168,652.8 IOPS e 960 GB em 177,326 IOPS. O 480GB funcionou abaixo de 100μs até cerca de 145K IOPS e o 960GB foi até cerca de 160K IOPS.
Com o VDI FC Initial Login, as unidades Intel superaram amplamente as unidades ZET em taxa de transferência e IOPS. Os ZETs de 480 GB e 960 GB terminaram o teste em 36,907.96 IOPS e 37,170.65 IOPS, respectivamente. Os drives da Samsung começaram com pouco menos de 100μs (84μs) e rapidamente subiram acima de seus picos.
Para o último teste de clone completo, examinamos o login de segunda-feira do FC VDI. Aqui, as unidades ZET pintam um quadro semelhante, onde as unidades Intel foram as vencedoras óbvias. Ficando bem atrás, o ZET 480GB terminou com 40,327.82 IOPS e o 960GB com 41,044.6 IOPS. Novamente, ambas as unidades começaram com pouco menos de 100μs (75μs a 4,095 IOPS) e rapidamente atingiram seus picos.
Passando para o VDI LC Boot, as unidades ZET mais uma vez chegaram ao topo em termos de taxa de transferência, mas com uma latência mais alta durante a maior parte do teste. Aqui, o ZET de 480 GB registrou uma pontuação máxima de 102,590.5 IOPS em e o de 960 GB mostrando 105,330.2 IOPS. Do ponto de vista da latência, as unidades Samsung começaram em 44.9 μs a 10.6 K IOPS (em comparação com os 31.2 μs da Intel a 9.2 K IOPS) e passaram de 100 μs a cerca de 90 K IOPS para 480 GB e 98 K IOPS para 960 GB.
Com o VDI LC Initial Login, as unidades ZET ficaram em um distante último lugar, com o de 480 GB mostrando 24,545.35 IOPS e o de 960 GB com 25,410.64 IOPS. As unidades iniciaram com latência de 100 μs em aproximadamente 2,400 IOPS.
Para nosso último teste, VDI LC Monday Login, vemos uma imagem pintada de forma semelhante, com as unidades ZET terminando em 24,537.45 IOPS e 24,674.78 IOPS para as unidades de 480 GB e 960 GB, respectivamente. Novamente os drives iniciaram acima de 100μs.
Conclusão
O Samsung 983 ZET é a primeira incursão da empresa no mercado que fica entre a memória e o armazenamento. Como outros produtos similares, o 983 ZET visa baixa latência acima de tudo, mas vem com fortes reivindicações de desempenho de largura de banda de 3.4 GB/s e taxa de transferência de até 750 IOPS. O SSD aproveita o V-NAND testado e comprovado da Samsung e uma interface NVMe. O 983 ZET foi projetado para aplicativos de computação de alto desempenho, bem como IA e IoT.
Devido à capacidade das unidades, tivemos que abrir mão de nossos testes típicos de análise de carga de trabalho de aplicativos, com exceção do Houdini da SideFX. Aqui, o Samsung 983 ZET foi capaz de fazer algo que não tínhamos visto antes e derrubar várias das unidades baseadas em Optane. A versão de 960 GB conseguiu chegar em terceiro com 1,618.9 segundos e a de 480 GB ficou logo atrás com 1,666.4 segundos.
Para nossa análise de carga de trabalho VDBech, comparamos com o Intel Optane P4800X e 900P, duas outras unidades que se enquadram nessa categoria emergente de armazenamento de alta velocidade. Alguns dos destaques no desempenho geral incluem 795K IOPS em leitura de 4K para ambas as capacidades, 3.1GB/s em leituras sequenciais de 64K para ambas, primeiro lugar em SQL com 320K IOPS para 480GB e 330K IOPS para 960GB, 231K IOPS e 255K IOPS em SQL 90-10, 227K IOPS e 254K IOPS no Oracle 90-10, primeiro lugar em nosso VDI FC Boot com 169K IOPS e 177K IOPS, e em nosso VDI LC Boot atingiu 102K IOPS e 105K IOPS. Embora esses números sejam razoavelmente bons, esse tipo de tecnologia é mais voltado para a baixa latência. Aqui, o 983 ZET teve vários momentos brilhantes, incluindo ficar abaixo de 50μs em 4K lido até passar de 700K IOPS, ficando lado a lado com o Optane em 4K escrito até 190K IOPS ou mais, ficando abaixo de 100μs em 64K lido até 2.3 GB/s , e rodando junto com o Optane em 64K de gravação até cerca de 843MB/s. Em nossos testes Oracle e SQL, a latência foi menos impressionante, mas tendeu a começar em torno ou abaixo de 30μs e atingiu o pico entre 96.3μs e 243μs. Embora a unidade tenha ficado atrás do Optane na maioria dos testes, ela supera uma unidade NVMe "normal" em termos de latência.
No geral, o 983 ZET mostra um compromisso da Samsung em se juntar à Intel na oferta de um produto de armazenamento que fica entre a memória do sistema e os SSDs tradicionais em termos de latência. Embora o V-NAND de baixa latência não desbanque o Optane nesses nossos testes com cargas de trabalho de gravação misturadas, vemos vantagens em bolsos, como desempenho de leitura. As unidades 983 ZET são capazes de oferecer uma vantagem na taxa de transferência de leitura de pico, tanto em blocos pequenos quanto grandes, embora com um tempo de resposta geral mais alto. Não há dúvida de que o 983 ZET oferece uma melhoria substancial em relação aos SSDs NVMe tradicionais, reduzindo a pressão sobre os requisitos de preço e capacidade.
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