A Samsung foi a primeira a entrar na festa do SSD NVMe empresarial de 2.5" quando anunciou o XS1715 no verão de 2013. Foi também a primeira unidade de estado sólido a alavancar o novo conector SFF-8639. Embora a unidade não tenha entrado em produção em massa até Em setembro de 2014, o XS1715 foi adotado imediatamente por OEMs de servidor que buscavam ultrapassar os limites do que era possível em termos de armazenamento de servidor de alta velocidade. Vimos o XS1715 pela primeira vez no Dell PowerEdge R920, que faz parte do poderoso servidor de CPU 4x da Dell A Dell suportou até oito das unidades NVMe nesse sistema e, mesmo com apenas dois XS800s de 1715 GB, vimos mais de 1.1 milhão de IOPS de leitura de 4K e mais de 800,000 IOPS de leitura de 8K; também é cotado para fornecer velocidades de leitura sequencial de até 3,000 MB/ s, permitindo processar 500 GB de dados em menos de 3 minutos. Como tal, vamos dar uma olhada tardiamente no SSD XS1.6 de 1715 TB para ver como ele se comporta com um pouco de idade, como o resto do corridas da indústria para tirar a Samsung de sua posição inicial de liderança no mercado empresarial de NVMe.
Houve várias unidades NVMe para chegar ao mercado desde então, como as unidades Memblaze PBlaze4 e Intel SSD DC P3700, ambas as quais compararemos com o XS1715 em nossa seção de desempenho da análise.
No coração do XS1715 está o controlador PMC 89HF16P04CG3, um controlador PCIe Flash de alto desempenho otimizado para cargas de trabalho corporativas. O controlador também possui uma arquitetura programável, permitindo que os desenvolvedores de SSDs controlem a diferenciação do produto por meio da personalização do firmware. A Samsung certamente soube aproveitar esse recurso. O XS1715 também conta com proteção completa do caminho de dados e proteção contra perda de energia por meio de seus capacitores de tântalo, oferecendo uma taxa de erro de bit não corrigível (UBER) de 1 em 10¹⁷. O XS1715 também apresenta um impressionante MTBF de dois milhões de horas. O SSD NVMe XS1715 está disponível em capacidades de 400 GB, 800 GB e 1.6 TB, sendo esta última a que testaremos. Além disso, o SSD Samsung faz parte da Lista de Integradores NVMe (IL), o que significa que o XS1715 é um SSD fácil de gerenciar e uma solução altamente confiável tanto para data centers quanto para clientes de servidores/armazenamento.
O SSD XS1715 vem com uma garantia de cinco anos e é apoiado pela garantia DWPD de 5 anos.
Especificações Samsung XS1715
- Fator de forma 2.5": (SFF-8639)
- Capacidade (GB): 400 GB, 800 GB, 1.6 TB
- Interface de host: PCIe Gen 3.0 (x4) — NVMe
- Dimensões físicas: 100 x 70 x 15 mm
- Peso: 210g
- MTBF: hora 2,000,000
- Taxa de erro de bit incorrigível (UBER): 1 em 1017
- Consumo de energia (ativo/inativo): 25/8 W
- Desempenho sustentado
- Latência de leitura: 90 μs
- Latência de gravação: 25 μs
- Leituras aleatórias de 4K: até 750,000 IOPS
- Gravações aleatórias de 4K: até 115,000 IOPS
- Leituras sequenciais de 128K: até 3,000 MB/s
- Gravações sequenciais de 128K: até 1,400 MB/s
- Resistência 4K WPD aleatório:
- 400 GB: 7 WPD
- 800 GB/1.6 TB: 5.6 WPD
Design e Construção
Disponível em um fator de forma de 2.5" por meio de uma altura z de 15 mm, o XS1715 faz interface com o barramento PCIe usando o conector SFF-8639. Embora pareça semelhante a um conector SAS típico, não é. A aparência do XS1715 é em linha com o restante do portfólio de SSD da Samsung, com um design minimalista em preto fosco, apenas com a marca e o tipo de unidade da empresa.
Os perfis laterais das unidades possuem 4 furos para fácil montagem dentro de uma estação de trabalho ou servidor. Dentro da unidade, há uma construção de PCB dupla, bem como uma grande almofada térmica para ajudar a manter os componentes dissipando o calor sob carga.
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.
Testamos o Samsung XS2.5 de 1715" dentro do sistema Supermicro SuperServer 2028U-TNR4T 4x NVMe, comparando-o com os SSDs NVMe:
- SSD Intel DC P2.5 SSD de 3700"
- SSD Memblaze PBlaze2.5 de 4"
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 Samsung XS1715 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.
O protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview utiliza a versão atual do benchmark TPC-C (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 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.
Ao observar a saída do SQL Server, a unidade Intel teve a taxa de transferência agregada mais alta com 3,157.341 TPS e a taxa de transferência mais alta de uma VM individual com 3,157.469, embora o XS1715 tivesse uma VM individual com menos de 0.1 em TPS da VM Intel.
Os resultados de latência média durante o benchmark do SQL Server de 15 usuários colocaram o drive Samsung na frente do pacote, todos com uma latência de 7ms fazendo a média de 7ms também. Os resultados foram idênticos aos do SSD Intel P3700, enquanto o drive Memblaze teve um agregado um pouco maior com 7.5 ms.
O próximo benchmark de aplicativo consiste em um banco de dados Percona MySQL OLTP medido via SysBench. Este teste mede o TPS (transações por segundo) médio, a latência média e a latência média do 99º percentil. A Percona e a MariaDB estão usando as APIs de aplicativos com reconhecimento de flash Fusion-io nas versões mais recentes de seus bancos de dados, embora, para fins desta comparação, testemos cada dispositivo em seus modos de armazenamento em bloco "legados".
No benchmark de média de transações por segundo, o XS1715 ficou bem abaixo do topo do pacote, registrando um desempenho de 3,463.6 TPS. O drive Intel apresentou o melhor desempenho, com um agregado de 5,779.7 TPS.
Os resultados de latência média mostram geralmente o mesmo posicionamento das unidades com a Samsung na parte inferior mais uma vez, com VMs individuais rodando entre 37.27ms a 36.58ms e latência média de 36.96ms. Os drives da Intel ficaram no topo novamente, com 21.80ms. A Intel também teve a melhor pontuação agregada em 22.15 ms.
Em termos de pior cenário de latência do MySQL (99º percentil de latência), o Samsung XS1715 ficou na parte inferior da tabela de classificação por uma margem notável, com VMs rodando entre 71.97ms e 73.36ms e uma pontuação média de 73.03ms.
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 o Samsung XS1715 usa dois perfis, que são amplamente usados nas especificações e benchmarks do fabricante. É importante levar em consideração que as cargas de trabalho sintéticas nunca representarão 100% da atividade vista nas cargas de trabalho de produção e, de certa forma, retratarão imprecisamente uma unidade em cenários que não ocorreriam no mundo real.
- 4k
- 100% de leitura e 100% de gravação
- 8k
- 70% de leitura/30% de gravação
Em nosso teste de pré-condicionamento de gravação de 4k de taxa de transferência, o Intel P3700 teve o melhor desempenho, começando em torno de 400,000 IOPS antes de atingir um estado estável pouco abaixo de 170,000 IOPS. Embora o Samsung XS1715 tenha mostrado resultados estourados logo atrás da unidade Intel, ele caiu para o último lugar (atrás do Memblaze, muito mais consistente) em seu estado estacionário de aproximadamente 113,000 IOPS.
Na latência média, as unidades Samsung e Intel começaram em torno da marca de 0.6 ms, com picos após 20 minutos. O drive Intel permaneceu o mais estável pelo restante do teste, ficando em primeiro lugar; no entanto, o Memblaze foi o drive mais consistente em termos de latência.
Os resultados foram relativamente os mesmos ao observar a latência máxima, pois o Memblaze permaneceu a unidade mais consistente. O Samsung XS1715 mostrou excelente latência no início do teste, embora logo diminuísse e terminasse com um estado estacionário de aproximadamente 2.2ms.
Os cálculos de desvio padrão foram projetados para facilitar a visualização da consistência dos resultados de desempenho de latência do SSD. Aqui, a unidade da Samsung começou forte, embora tenha sofrido um aumento significativo na latência por volta da marca de 22 minutos e terminando pairando em torno da marca de 3.0 ms no final.
Durante o benchmark sintético primário de 4k, o Samsung XS1715 ficou na parte inferior de nossa taxa de transferência com 420,544 IOPS de leitura e 114,444 IOPS de gravação. O Memblaze foi de longe o melhor desempenho na coluna de leitura com impressionantes 717,172 IOPS, enquanto a unidade Intel mostrou o melhor desempenho de gravação com 172,672 IOPS.
Os resultados foram espelhados com latência média, já que a unidade Samsung mostrou 0.61 ms de leitura e 2.23 ms de gravação, que ficou em último lugar (embora não muito).
Na latência máxima, o Samsung XS1715 apresentou a menor latência máxima em leituras com apenas 5.8ms. A melhor unidade em latência máxima de gravação foi a Intel P3700, que registrou 33.1ms.
No desvio padrão, o Samsung XS1715 mostrou a latência de leitura superior novamente com 0.08ms (com gravação de 2.994ms). A melhor unidade em consistência de latência de gravação foi a unidade Intel com 1.377 ms.
Nossa próxima carga de trabalho usa transferências de 8k com uma proporção de 70% de operações de leitura e 30% de operações de gravação. Mais uma vez, começaremos com os resultados do pré-condicionamento antes de passar para os testes principais. Na taxa de transferência, a unidade Samsung mostrou uma série de picos no início do teste, ficando atrás das unidades Intel e Memblaze durante sua totalidade, terminando com cerca de 120,000 IOPS.
A latência média teve resultados semelhantes, com o drive Samsung mostrando vários picos na primeira parte do teste. No final, atingiu um estado estacionário em torno de 2.0 ms.
Ao olhar para a latência máxima, a unidade mais consistente foi de longe a unidade Intel, mostrando um estado um tanto estável por toda parte. A unidade Samsung registrou pequenos picos durante o teste; no entanto, o Memblaze SSD teve latência muito inconsistente, registrando picos enormes durante todo o benchmark.
O desvio padrão mostrou latência instável durante a primeira hora do teste para o drive Samsung, e acabou com cerca de 1.4ms ao final do benchmark, o que o colocou um pouco melhor que o Memblaze. O Intel P3700 apresentou os melhores resultados, já que só atingiu o pico acima de 1.2ms em várias ocasiões.
Depois de pré-condicionar totalmente a unidade Samsung, passamos por nosso teste principal de 8k 70/30. Em taxa de transferência, a unidade Samsung ficou atrás das unidades Intel e Memblaze durante o teste até o final, começando com cerca de 23,700 IOPS e terminando com cerca de 128,000 IOPS.
A latência média contou uma história semelhante, embora os resultados das unidades Intel e Memblaze tenham sido muito mais próximos. A unidade Samsung começou em aproximadamente 0.2 ms com quase 2.0 ms em 16T/16Q. Os outros dois dirigem um pouco melhor que o Samsung, ambos terminando com uma latência de 1.6ms no terminal.
Observar a latência máxima mostrou que o Samsung XS1715 teve os resultados mais consistentes com a menor quantidade de picos de latência; no entanto, o Intel P3700 teve os melhores resultados gerais, já que apenas ultrapassou a marca de 20ms em algumas ocasiões.
O desvio padrão mostrou resultados semelhantes aos da latência média, embora o Samsung XS1715 tenha superado a unidade Memblaze nas profundidades da fila do terminal. A unidade Intel apresentou os melhores resultados gerais com uma faixa de 0.2ms a 1.15ms.
Conclusão
Lançado no mercado há aproximadamente um ano, o Samsung XS1715 é considerado um dos primeiros SSDs NVMe do setor, capaz de oferecer um desempenho inédito em armazenamento de servidores de alta velocidade. Isso não foi nenhuma surpresa, já que a Samsung é líder no setor de SSDs, tanto para o consumidor final quanto para empresas, há bastante tempo. Embora já tenhamos analisado brevemente o SSD da Samsung durante nossa avaliação do Dell PowerEdge R920, decidimos verificar como o modelo de 1.6 TB se comparava aos SSDs NVMe mais recentes um ano após seu lançamento. Disponível em capacidades de 400 GB, 800 GB e 1.6 TB, o Samsung XS1715 oferece proteção completa contra perda de dados e perda de energia por meio de seus capacitores de tântalo e apresenta uma classificação UBER de 1 em 10¹⁷ com um MTBF de dois milhões de horas.
Observar o desempenho certamente nos mostrou que o Samsung XS1715 teve um pouco de dificuldade em acompanhar as unidades NVMe mais recentes, os SSDs Memblaze PBlaze4 3.2 TB e Intel P3700 2 TB, em muitas de nossas cargas de trabalho testadas. Em nosso teste SQL Server, a unidade Samsung ficou atrás da unidade Intel por menos de 0.1 TPS para o primeiro lugar, com uma velocidade média de 3,157. Além disso, a latência média do Samsung XS1715 durante o mesmo mostrou 7.0 ms (bem como uma média de 7.0 ms), colocando-o no topo da tabela de classificação. Em nossos testes Sysbench, vimos o TPS atingir 3,463.6, uma latência média de 36.96ms e um resultado agregado de pior caso (99º percentil) de 73.03ms, todos os últimos entre os comparáveis. Durante nossos benchmarks sintéticos, o Samsung XS1715 nos deu uma taxa de transferência de 4k de 420,544 IOPS de leitura e 114,444 IOPS de gravação, uma latência média de 1.61ms de leitura e 2.23ms de gravação e desempenho de latência/desvio padrão máximo de 5.8ms de leitura e 0.08ms de leitura . As coisas desaceleraram um pouco em nossa carga de trabalho de 8k 70/30, já que a unidade Samsung se classificou principalmente na parte inferior do pacote.
Prós
- O primeiro SSD NVMe de 2.5" a ser lançado
- Arquitetura programável dentro do controlador
- Latência consistente sob carga
Contras
- Desempenho mais lento do Sysbench
ponto de partida
Mesmo depois de um ano desde seu lançamento, o Samsung XS1715 é um SSD NVMe com bom desempenho e se mantém em relação aos modelos que foram lançados recentemente.
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