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Análise do SSD Samsung SM843 Enterprise

Empreendimento  ◇  SSD

O Samsung SM843 substitui o PM830 como o SSD de entrada e intermediário para empresas, projetado para uso em situações que tendem a ser de leitura intensiva, como unidades de inicialização de servidores, estações de trabalho de alto desempenho e determinadas aplicações embarcadas. O SSD utiliza uma interface SATA, possui uma espessura de apenas 7 mm e emprega memória NAND MLC de 20 nm da própria Samsung, além de um controlador e firmware também da Samsung. Para tranquilizar os consumidores, o SM843 oferece uma resistência à gravação de 1 PB (1000 TB). Em termos de design, o SM843 é muito semelhante ao seu primo voltado para o cliente, o 840 Pro , porém as principais diferenças são o sobreprovisionamento no SM843 para oferecer maior resistência e um firmware otimizado para cargas de trabalho com maior intensidade de leitura.

Em essência, o SM843 da Samsung aborda um pouco de uma área cinzenta no espaço SSD corporativo - a sala onde vemos os SSDs clientes trabalhando em aplicativos corporativos, como arrays flash e servidores. Nesta fatia específica do mercado corporativo, o custo geralmente é um fator central na decisão de compra, o que leva muitos compradores a optarem por SSDs de cliente. No entanto, agora a Samsung e outros fornecedores de armazenamento estão mudando suas linhas de produtos para criar soluções sob medida para essas necessidades que os ajudarão a retomar o mercado. Ao mesmo tempo, eles estão fornecendo um pouco mais de cobertura em termos de resistência e tentando manter os preços o mais próximo possível das alternativas de SSD do cliente. 

O SM843 acompanha o SM1625, mas enquanto o SM843 é construído para necessidades de leitura intensiva, o SM1625 foi desenvolvido para operações de gravação intensiva. O SM1625 vem com dois conectores SAS 6 Gbit/s que podem ser combinados para uma largura de banda de 12 Gbit/s. O SM1625 também tem capacidades de 100 GB, 200 GB, 400 GB e 800 GB.

Acompanhando a nova unidade SAS high-end SM1625, o Samsung SM843 vem com capacidades de 120 GB, 240 GB e 480 GB e já está disponível. Nosso modelo de análise é a capacidade de 240 GB. 

Especificações do Samsung SM843

  • Capacidades
    • 120 GB (MZ7PD120HAFV)
    • 240 GB (MZ7PD240HAFV)
    • 480 GB (MZ7PD480HAGM)
  • R/W sequencial (MB/s): 530/420
  • Random R/W (IOPs): 70,000/11,500
  • NAND Samsung MLC de 20nm
  • Controlador Samsung MDX S4LN021X01-8030
  • Fator de forma: 2.5", 7 mm
  • Interface do host: SATA 3.0 – 6 Gb/s
  • Criptografia: AES-256
  • MTBF: 2 milhões de horas
  • Bit incorrigível: 1 em 1017
  • Energia
    • Leitura ativa: 2.7 W
    • Gravação ativa: 3.4 W
    • Inativo: 0.3W
  • Resistência de gravação (TBW): 1PB
  • Dimensões físicas: 100 mm x 69.85 mm x 7 mm
  • Peso: 56g

Construir e projetar

O design do novo SSD Samsung SM843 para empresas leves é baseado no mesmo corpo do SSD 840 e 840 Pro voltado para o consumidor. O SM843 apresenta uma aparência atualizada do PM830, mas que se baseia muito na tradição da Samsung de rotulagem simples e clara. A unidade possui uma parte superior de metal escovado, enquanto a parte inferior apresenta uma etiqueta com informações importantes sobre a unidade. O SM843 oferece suporte a LED para monitoramento de unidade visual em aplicativos de data center.

Um conector de interface SATA mais protegido é um dos aprimoramentos de design do SM843 em comparação com o PM830. O corpo também é melhor projetado, que ao contrário do PM830 que usava clipes de plástico internos para manter seu chassi unido, possui parafusos padrão para manter o corpo unido. Isso permite uma manutenção mais fácil e uma aparência melhor.

Há mudanças significativas no layout da placa de circuito do PM830. O SM843 usa o novo controlador Samsung MDX S4LN021X01-8030 com DRAM de modo alternado de 256 MB 2x-nm classe DDR2 de um módulo K4P4G324EB-FGC2.

O armazenamento é fornecido por oito módulos NAND Samsung K2HFGY32U9A-CCK8 de 5x-nm e 0 GB, que é ligeiramente superprovisionado para oferecer uma capacidade não formatada de 240 GB.

Histórico de testes e comparáveis

O Samsung SM843 usa Samsung 20nm MLC NAND e um controlador Samsung MDX S4LN021X01-8030 com uma interface SATA 6.0Gb/s.

Comparáveis ​​para esta revisão:

  • SSD Intel DC S3700 (200GB, controlador Intel PC29AS21CA0, Intel 25nm HET MLC NAND, 6.0Gb/s SATA)
  • Samsung SSD 840 Pro (512 GB, controlador MCX de 300 núcleos Samsung de 3 mhz, flash NAND de alternância Samsung 2x nm, SATA de 6.0 Gb/s)
  • Micron P400e (200 GB, controlador Marvell 9174, Micron 25nm MLC NAND Flash, SATA de 6.0 Gb/s)
  • Intel SSD 520 (240 GB, controlador SandForce SF-2500, Intel 25nm MLC NAND Flash, SATA de 6.0 Gb/s)
  • Intel SSD 320 (300 GB, controlador Intel PC29AS21BA0, Intel 25nm MLC NAND Flash, 6.0 Gb/s SATA)

Raramente dedicamos tempo para discutir por que unidades comparáveis ​​são selecionadas em análises individuais, pois o processo geralmente é bastante intuitivo. Neste caso, porém, o SM843 atende a um mercado que não está bem definido. Muitas vezes vemos SSDs de consumo sendo implantados em ambientes corporativos. A Pure Storage, por exemplo, usou o Samsung 830, a Whiptail usou o Intel SSD 320 e o Micron m4, e as matrizes híbridas frequentemente aparecem no laboratório ou no chão da feira com Intel SSD 320s, SSD 520s e uma variedade de outros baseados em cliente ofertas. Matrizes corporativas normalmente vão para essas unidades de cliente porque são comparativamente baratas e "confiáveis ​​o suficiente" para fazer o trabalho; se uma unidade falhar, jogue-a fora e coloque outra. Também é importante lembrar que esses SSDs estão sendo usados ​​em cenários em que o restante dos dados geralmente está em discos rígidos; SSDs caros de nível empresarial. Portanto, embora o SM843 careça de poucos concorrentes óbvios, também existem várias unidades baseadas em cliente que atuam nesse espaço. No entanto, esse mercado corporativo de leitura intensiva de baixo custo verá uma concorrência crescente. A Micron está prestes a lançar sua unidade de próxima geração para esse espaço, e ouvimos de outros fornecedores de armazenamento que a criação de uma unidade corporativa de baixo custo está definitivamente no roteiro. 

Todos os SSDs SAS/SATA corporativos são testados em nossa plataforma de testes corporativa de segunda geração, baseada em um Lenovo ThinkServer RD630 . Esta nova plataforma de testes baseada em Linux inclui o hardware de interconexão mais recente, como o HBA LSI 9207-8i, bem como otimizações de agendamento de E/S voltadas para o melhor desempenho possível do flash. Para benchmarks sintéticos, utilizamos o FIO versão 2.0.10 para Linux e versão 2.0.12.2 para Windows.

  • 2 x Intel Xeon E5-2620 (2.0 GHz, 15 MB de cache, 6 núcleos)
  • Chipset Intel C602
  • Memória – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 RDIMMs registrados
  • Windows Server 2008 R2 SP1 de 64 bits, Windows Server 2012 Standard, CentOS 6.3 de 64 bits
    • SSD de inicialização RealSSD P100e de 400 GB Micron
  • HBA LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0 Gb/s (para SSDs de inicialização)
  • LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA (para benchmarking de SSDs ou HDDs)
  • Adaptador Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0
  • Adaptador Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0

Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa

O desempenho do flash varia durante a fase de pré-condicionamento de cada dispositivo de armazenamento. Nosso processo de benchmark de armazenamento corporativo começa com uma análise do desempenho da unidade durante uma fase de pré-condicionamento completa. Cada uma das unidades comparáveis ​​é apagada com segurança usando as ferramentas do fornecedor, pré-condicionadas em estado estacionário com a mesma carga de trabalho com a qual o dispositivo será testado sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread e, em seguida, testado em intervalos definidos em vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado.

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)

Nossa Enterprise Synthetic Workload Analysis inclui quatro perfis baseados em tarefas do mundo real. Esses perfis foram desenvolvidos para facilitar a comparação com nossos benchmarks anteriores, bem como valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4K e 8K 70/30, que é comumente usado para unidades corporativas. Também incluímos duas cargas de trabalho mistas herdadas, o servidor de arquivos tradicional e o servidor da Web, cada um oferecendo uma ampla combinação de tamanhos de transferência.

  • 4K
    • 100% de leitura ou 100% de gravação
    • 100% 4K
  • 8K 70/30
    • 70% de leitura, 30% de gravação
    • 100% 8K
  • Servidor de arquivos
    • 80% de leitura, 20% de gravação
    • 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
  • webserver
    • 100% lido
    • 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k

Nosso primeiro teste mediu 100% de desempenho de gravação aleatória de 4K com uma carga de 16T/16Q. Nesta configuração, a natureza intermitente do Samsung SM843 brilha claramente, com a maior velocidade de transferência de pico no grupo medindo 62,000 IOPS, que então se estabilizou perto de 12,500 IOPS ao entrar no estado estacionário. Embora não seja tão forte quanto o Micron P400m ou o Intel DC S3700, que são voltados para níveis mais altos de atividade de gravação, ele ainda veio alinhado com a folha de especificações da Samsung que reivindicou 11,500 IOPS de gravação 4K.

Com uma carga pesada de 16T/16Q, o Samsung SM843 mediu 4.1 ms em rajada e, em seguida, escalou para 20.5 ms quando se aproximou do estado estacionário.

Comparando a latência máxima entre cada SSD, o Samsung SM843 com seus níveis mínimos de superprovisionamento teve tempos de resposta máximos semelhantes aos do SSD 840 Pro voltado para o consumidor, que variou entre 400-750 ms em estado estacionário.

Mergulhando ainda mais na consistência de latência em nossa carga de trabalho de gravação aleatória de 4k, o Samsung SM843 superou o SSD 840 Pro com seu superprovisionamento mais alto, mas não conseguiu acompanhar o SSD corporativo mais orientado para gravação.

Após 6 horas de pré-condicionamento, o Samsung SM843 ofereceu o segundo maior desempenho de leitura aleatória de 4K, ficando atrás do 512 Pro de 840 GB. Em desempenho de gravação, ficou em segundo lugar atrás do Intel DC S3700.

Com uma carga pesada de 16T/16Q, o Samsung SM843 e o SSD 840 Pro ofereceram a menor latência de leitura do grupo que comparamos, medindo apenas 3.57ms. Sua latência média de gravação caiu mais do que o SSD corporativo direcionado para gravação com um tempo de 20.61 ms.

Ao observarmos a latência máxima em nosso teste de 4k, é importante observar que um fator importante que contribui para diminuir a latência de gravação de pico é o aumento do provisionamento excessivo. Em 100% de atividade de leitura, o Samsung SM843 mediu um pico de 21.8 ms, enquanto sua latência de gravação de pico estável mediu 700.9 ms muito mais íngremes.

O OP adicionado em comparação com o SSD 840 Pro focado no consumidor ajudou o SM843 a manter o desvio padrão da latência de gravação mais baixo em comparação, mas ainda ficou mais alto do que o Intel DC S3700 voltado para o aumento da atividade de gravação.

Em nossa primeira carga de trabalho mista usando um perfil de 8K com 70/30% de leitura/gravação e uma carga constante de 16T/16Q, medimos uma taxa de pico de 41,000 IOPS do SM843, antes de diminuir para uma velocidade estável de 14,000 IOPS .

Com uma carga de 16T/16Q, o Samsung SM843 ofereceu uma latência média de cerca de 6.5ms em rajada antes de aumentar para 18.2ms ao se aproximar do estado estacionário.

Na seção de latência máxima de nosso teste de pré-condicionamento 8k 70/30, o SM843 funcionou no meio do pacote, medindo entre 80-120ms em estado estacionário.

Comparando a consistência de latência na categoria de SSD para empresas de entrada, o Samsung SM843 caiu para o final do pacote, embora tenha sido capaz de mostrar melhorias em relação ao SSD 840 Pro com seu OP adicionado.

Em comparação com a carga de trabalho máxima fixa de 16 encadeamentos e 16 filas que realizamos no teste de gravação 100% 4K, nossos perfis de carga de trabalho mistos dimensionam o desempenho em uma ampla variedade de combinações de encadeamento/fila. Nesses testes, expandimos a intensidade da carga de trabalho de 2 threads e 2 filas até 16 threads e 16 filas. No teste 8K 70/30 expandido, o Samsung SM843 escalou de 6,547 IOPS em 2T/2T e atingiu o pico de 14,020 IOPS em 16T/16T.

Depois que o SSD entrou em estado estacionário em nosso teste 8k 70/30, o SM843 teve uma latência média de 0.6ms em 2T/2T que aumentou para 18.25ms em 16T/16T.

A latência máxima permaneceu no meio do pacote para o Samsung SM843 em nosso teste 8k 70/30, medindo cerca de 20ms para cargas de trabalho entre 2T/2T até 16T/8T. No entanto, em 16T/16Q, a latência aumentou para 137ms.

Comparando a consistência de latência em nosso teste 8k 70/30, o Samsung SM843 ficou próximo dos SSDs Micron e Intel para empresas de entrada, chegando a superar o P400m em todas as áreas, exceto 16T/16Q.

A próxima carga de trabalho é nosso perfil de servidor de arquivos, que abrange uma ampla variedade de tamanhos de transferência, de 512b a 512K. Com uma carga de saturação pesada de 16T/16Q, o Samsung SM843 ofereceu velocidades de transferência de pico medindo 31,000 IOPS antes de diminuir para uma velocidade estável próxima a 11,000 IOPS.

A latência média do Samsung SM843 em nosso teste de pré-condicionamento do servidor de arquivos mediu 8 ms em rajada, antes de aumentar para 23 ms em estado estacionário.

À medida que o Samsung SM843 se aproximava do estado estacionário em nosso teste de pré-condicionamento do servidor de arquivos, a latência máxima variou de 120 a pouco menos de 200ms.

Mudando o foco para consistência de latência em nosso teste de pré-condicionamento de servidor de arquivos, o Samsung SM843 pontuou no meio do pacote, atrás do SSD 840 Pro e Intel DC S3700.

Depois que nosso processo de pré-condicionamento de servidor de arquivos de 6 horas foi concluído em cada SSD SATA, fizemos a transição para cargas de trabalho variadas, nas quais escalamos entre 2T/2T até 16T/16T. O Samsung SM843, com suas quantidades muito menores de superprovisionamento, classificou-se no meio do pacote escalando de 5,005 IOPS em 2T/2T e atingindo um pico de 10,981 IOPS em 16T/16T.

A latência média do Samsung SM843 em nosso teste de servidor de arquivos escalou entre 0.79ms em 2T/2T e aumentou para 23.3ms em 16T/16T.

Em nosso teste de servidor de arquivos, o Samsung SM843 manteve seus tempos de resposta de pico razoavelmente baixos nas cargas de trabalho de dimensionamento, variando em torno de 30ms até 16T/16Q, onde atingiu o pico de 177ms. Isso o coloca em linha com os comparáveis ​​da Intel e da Samsung para o consumidor.

Comparando a consistência da latência, mesmo com quantidades menores de superprovisionamento, o Samsung SM843 conseguiu ficar próximo ao Intel DC S3700 na maioria das áreas, exceto 16T/16Q.

Nossa carga de trabalho de pré-condicionamento final pega o teste tradicional de 100% de atividade de leitura do servidor da Web e o transforma em 100% de gravação para pré-condicionar cada SSD. Essa é nossa carga de trabalho mais agressiva, embora não corresponda realmente a nenhuma condição do mundo real com 100% de gravação. Nesta seção, o Samsung SM843 ofereceu a maior velocidade de pico de qualquer um dos SSDs corporativos básicos e diminuiu no meio do pacote quando se aproximou do estado estacionário.

A latência média em nosso teste de pré-condicionamento do servidor da Web se estabilizou em torno de 100 ms conforme a unidade se aproximava do estado estável, permanecendo mais baixa do que o SSD 840 Pro sem superprovisionamento.

A latência máxima do Samsung SM843 em nossa execução estressante de pré-condicionamento de 100% do servidor da Web variou de 600 a cerca de 1,000 ms à medida que se aproximava do estado estável, o que foi maior do que os outros SSDs corporativos que são voltados para maiores quantidades de atividade de gravação.

Comparando o desvio padrão de latência em nosso teste de pré-condicionamento do servidor da Web, o Samsung SM843 teve um desempenho melhor do que o SSD 840 Pro sem adição de superprovisionamento.

Depois que cada SSD concluiu nosso estágio de pré-condicionamento no teste do servidor da Web, voltamos a carga de trabalho para 100% de leitura. Em condições somente leitura, o Samsung SM843 mostrou suas verdadeiras cores e dominou completamente a classe de SSDs empresariais de entrada. O desempenho escalou de 15,903 IOPS no 2T/2T e aumentou para 27,184 IOPS no 4T/16T. Isso o coloca bem acima do Intel S3700 (18.7% de vantagem) e de todos os outros drives para empresas leves nesta categoria.

A latência média do Samsung SM843 em nosso servidor da Web somente leitura escalou de 0.248ms em 2T/2T até 9.47ms em 16T/16T.

Comparando a latência máxima em nosso teste de servidor da Web, o Samsung SM843 ofereceu a menor latência máxima abaixo de 20 ms, embora tenha subido para 113 ms em 16T/16Q, onde os SSDs Intel conseguiram manter seus tempos de resposta de pico mais baixos.

Comparando o desvio padrão de latência em nosso teste de servidor da Web, o Samsung SM843 não teve problemas para superar o restante do pacote de empresas leves com a melhor consistência de latência.

Conclusão

O Samsung SM843 se encaixa em uma posição única no mercado de SSD corporativo. A Samsung está essencialmente ajudando a criar um nível abaixo do que geralmente é caracterizado como empresa de entrada. O SM843 é uma opção de valor com base no preço para aqueles que desejam um SSD corporativo que seja amplamente implantado em cenários de leitura intensiva, ao mesmo tempo em que oferece mais resistência do que as unidades do cliente que geralmente se infiltram nessas situações corporativas.

Comparado a outros SSDs de clientes ou empresas de entrada, o SM843 se sai muito bem em altas cargas de trabalho de leitura para as quais está ajustado, mas não pode ser comparado a um SSD corporativo convencional. Para ser justo, porém, esse não é o seu propósito. Além do desempenho de leitura e resistência nas unidades do cliente, o outro ponto de venda principal da Samsung é o preço; o SM843 tem uma vantagem de custo significativa em relação aos SSDs corporativos convencionais. O SM843 chega perto de US$ 1/GB contra os US$ 2-2.5/GB pelos quais geralmente vemos o Intel S3700 sendo vendido. Esse preço é tão baixo que, ao comparar o SM240 de 843 GB com o SSD 256 Pro de 840 GB para o consumidor, há uma diferença de preço de varejo de aproximadamente US $ 20, que é mínima. Comparando com o Intel DC S200 de 3700 GB, os compradores precisariam gastar aproximadamente o dobro do que gastariam no Samsung, mas essas unidades oferecem muito mais resistência e desempenho de gravação.

Mudando para uma comparação de desempenho na categoria empresarial convencional, o Samsung SM843 oferece cerca de 1/3 do desempenho de gravação do líder da classe Intel S3700. Em cargas de trabalho aleatórias de gravação de 4k, o SM843 registrou 12,417 IOPS, enquanto o Intel S3700 mediu 33,013 IOPS. Mudando para cargas de trabalho de leitura, o SM843 dominou o grupo. O desempenho de leitura aleatória de 4K atingiu o pico de 71,609 IOPS, enquanto a Intel ficou atrás com 64,345 IOPS. No perfil do servidor Web, o SM843 atingiu o pico de 27,184 IOPS, onde o Intel S3700 ficou novamente atrás com 22,776 IOPS. Portanto, mesmo quando comparado a uma unidade com o dobro do preço, o SM843 se mantém bem onde deveria. 

Para ambientes que exigem apenas alto desempenho de leitura e resistência ligeiramente aprimorada em relação aos SSDs de cliente padrão, o Samsung SM843 é ajustado perfeitamente para esse segmento com impacto mínimo de custo em SSDs de consumo de capacidade semelhante. Comparado aos SSDs tradicionalmente usados ​​neste espaço, incluindo o Intel SSD 320 e 520 ou o Micron P400e, o Samsung SM843 ofereceu desempenho de leitura muito maior e desempenho de carga de trabalho misto muito melhor. Como esse segmento de mercado depende quase inteiramente do custo, o preço atraente do SM843 o torna um vencedor claro com o bônus adicional de resistência substancialmente maior do que esse segmento normalmente oferece. Embora os principais SSDs corporativos oferecidos por outros fabricantes ofereçam maior desempenho em cargas de trabalho pesadas de gravação, eles têm um custo adicional significativo, o que pode ser difícil de suportar se você não precisar do desempenho aprimorado que esses modelos oferecem.

Prós

  • Desempenho de leitura líder da classe
  • Maior resistência no segmento de SSD de cliente
  • Pequeno prêmio de preço em relação aos SSDs de consumo

Contras

  • Não oferecido em capacidades acima de 480 GB

ponto de partida

O Samsung SM843 é uma unidade desenvolvida especificamente para ambientes corporativos que são muito pesados ​​em atividades de leitura com menos necessidade de resistência. Nesse mercado, os SSDs de cliente geralmente dominam, mas a Samsung traz uma verdadeira solução projetada para empresas e acaba com a melhor unidade por dólar disponível nesse segmento.

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Kevin O'Brien

Dentro do StorageReview Lab, avaliando produtos e trabalhando com líderes do setor para desenvolver novos ambientes de teste. Em casa, estou criando uma família.