O Seagate Enterprise Turbo SSHD é um HDD SAS de 2.5" e 15K acoplado a 32 GB de flash eMLC que se concentra em desempenho e capacidade excepcionais de dólar para IOPS. Com um aumento de desempenho estimado de 300% em relação a um HDD de 15,000 RPM, o Enterprise Turbo SSHD é especializado em ambientes transacionais críticos para os negócios (OLTP, VDI, SAP HANA), além de ser consideravelmente mais econômico do que uma solução SSD comparável. As vantagens de um casamento entre HDD e SSD ficam claras com o Enterprise Turbo SSHD: o desempenho e aumentos de velocidade que se esperaria de um SSD, com um preço e capacidade de um HDD.
O verdadeiro motivador por trás do desempenho aprimorado do Seagate Enterprise Turbo SSHD é seu cache NAND. Com 32 GB de cache de leitura eMLC, o Enterprise Turbo é capaz de armazenar dados "quentes" no NAND para uma entrega mais rápida que, de outra forma, seria possível nos pratos. A Seagate também pretende resolver os gargalos de desempenho conduzindo seu cache no nível de E/S, enquanto seu algoritmo AMT garante que os dados quentes sejam identificados de forma inteligente e correta para cache. Um cache de gravação suportado por NVC (cache não volátil) adicional de 8 MB ajuda a melhorar ainda mais o desempenho e é protegido contra perda de energia imprevista. No caso de tal perda de energia, o inversor usa a energia do motor do eixo para descarregar as gravações pendentes na memória NV. A Seagate garante que o desgaste na NAND neste caso será insignificante, já que a falha de energia em um ambiente corporativo é altamente incomum.
Integrar os Seagate Enterprise Turbos à infraestrutura existente é simplesmente uma questão de instalar as unidades; nenhum driver adicional, software ou configuração é necessária. A facilidade de implantação também é acompanhada por uma impressionante variedade de recursos de segurança. As unidades Turbo estão disponíveis sem criptografia, com criptografia ou com FIPS. As unidades também são combinadas com uma garantia de cinco anos.
A Seagate claramente domina a tecnologia de discos híbridos, ou discos híbridos de estado sólido, como a Seagate prefere chamar. Entender como esses discos se encaixam no mercado de armazenamento corporativo em geral é fundamental para compreender a proposta de valor do Turbo. A Seagate já vende discos rígidos padrão de 10K e 15K. No entanto, esse mercado está sob forte concorrência dos SSDs, especialmente no caso dos discos rígidos de 15K, onde os SSDs podem oferecer melhorias significativas em desempenho, custo operacional e capacidade. De fato, grandes fornecedores de arrays estão mirando especificamente na categoria de discos rígidos de alta velocidade, substituindo-os por flash e alcançando os mesmos níveis de desempenho com todos os benefícios já mencionados. A Dell Compellent é talvez uma das empresas mais atuantes nesse segmento , mas outras estão seguindo o mesmo caminho.
Isso não significa que a categoria de discos rígidos de 10k/15k esteja desaparecida, pois ainda existem muitos motivos para mantê-los em produção. Na grande maioria dos casos de uso corporativo, esses discos oferecem desempenho suficiente, com um custo por GB favorável em comparação com o flash, e não há dúvidas quanto à durabilidade. A relação custo-benefício dos discos de 10k permanece um pouco mais forte, considerando as inovações em desempenho e densidade. O Savvio 10K.7, por exemplo, superou a geração anterior em 33% em capacidade e oferece uma ótima combinação de taxa de transferência e latência em uma capacidade de 1.2 TB. Os argumentos a favor dos discos de 15k, no entanto, são um pouco mais difíceis de sustentar, devido à capacidade limitada, ao custo mais elevado e ao menor investimento em inovação nessas plataformas em toda a indústria.
Há ainda outra consideração quando se pensa sobre o lugar de flash e HDDs no datacenter e isso é soluções de cache. Além dos fornecedores de array que oferecem uma solução de armazenamento em camadas ou cache integrada, aparentemente há um suprimento infinito de soluções de cache no host ou distribuídas no lado do servidor que utilizam alguma forma de software e flash na frente de um array tradicional baseado em pratos. O truque aqui, porém, é que quase todas essas soluções são apenas cache de leitura e aquelas que gravam em cache o fazem de maneiras que podem ser pouco convencionais, para dizer o mínimo. Há também um requisito para descobrir o licenciamento, a instalação de software/hardware e a infusão de flash em um grau ou outro dentro de cada nó/servidor de computação.
Esta visão geral das considerações sobre armazenamento de alto desempenho ajuda a definir onde o Enterprise Turbo se encaixa no mercado de armazenamento. O Turbo utiliza uma plataforma conhecida, o disco rígido de 600 GB e 15K RPM da Seagate, e adiciona memória NAND eMLC otimizada para resistência, oferecendo uma solução integrada para cache de leitura. A integração é fundamental: basta conectar os discos a qualquer sistema compatível e esse sistema agora oferece um desempenho muito superior. Para quem nos acompanha no Twitter , já deve ter percebido, pelas nossas primeiras análises, que isso significa ganhos de mais de 2 vezes em alguns casos. É impressionante, considerando a pequena quantidade de memória NAND disponível. Claro que isso é apenas uma prévia; resultados detalhados e comparações com os discos rígidos convencionais de 10K RPM da Seagate seguem abaixo.
O Turbo vem com capacidades de 300 GB, 450 GB e 600 GB. Nossas unidades de análise compreendem dezesseis da capacidade de 600 GB. Amostras OEM do Enterprise Turbo estão sendo enviadas agora e a produção em volume começará em meados de 2014.
Especificações Enterprise Turbo SSHD
- Capacidades
- 600GB (ST600MX0004)
- 450 GB (ST450MX0004)
- 300 GB (ST300MX0004)
- Fator de forma: 2.5", 15 mm
- Interface: SAS 6Gb/s
- Criptografia: Nenhuma, Criptografia padrão ou FIPS
- Cache SSD: cache de leitura eMLC de 32 GB, cache de gravação com suporte de NVC de 8 MB
- Buffer: 128MB DRAM
- RPM: 15,000K
- IOPS: até 900
- MTBF/AFR: 2 milhões, 44%
- anos 5: Garantia
Design e Construção
Superficialmente, o Seagate Turbo SSHD se parece com qualquer outro disco rígido corporativo padrão. Claro que tem muito mais a oferecer, com 32 GB de cache NAND escondido no PCB. O Turbo segue o tradicional fator de forma Z de 2.5" e 15 mm de altura, tornando-o compatível com qualquer sistema projetado para usar HDDs empresariais.
Dentro do Seagate Turbo SSHD, o controlador principal é um chipset Marvell com o grande pacote Samsung eMLC NAND de 32 GB visível.
Histórico de testes e comparáveis
SAS Enterprise HDD comparáveis para esta revisão:
- HGST Ultrastar C10K900 900GB
- Seagate Savvio 10K.6 900GB
- Seagate Savvio 10K.7 1.2 TB
- Toshiba MBF2600RC 600 GB
- Toshiba MK01GRRB 147GB
Todos os HDDs corporativos são comparados na mesma plataforma de teste para cada teste.
Para nossos testes de FIO Sintética, usamos nosso ThinkServer RD240 configurado com:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB de cache)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 bits e CentOS 6.2 64 bits
- Chipset Intel 5500+ ICH10R
- Memória – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 RDIMMs registrados
- HBA LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/s
Cada teste de aplicação possui um ambiente único, detalhado em cada página de benchmark . Nos casos em que 16 discos são testados, um JBOD iXsystems Titan 316J foi adicionado ao ambiente e conectado ao cluster correspondente por meio de um cabo SAS externo.
Análise de desempenho de aplicativos
No mercado corporativo, existe uma enorme diferença entre o desempenho prometido pelos produtos no papel e seu desempenho em um ambiente de produção real. Entendemos a importância de avaliar o armazenamento como um componente de sistemas maiores, principalmente sua capacidade de resposta ao interagir com aplicativos corporativos essenciais. Para isso, implementamos testes de aplicativos, incluindo nosso benchmark proprietário MarkLogic NoSQL Database Storage Benchmark , o desempenho do MySQL via SysBench , o desempenho do SQL Server via Benchmark Factory, bem como o desempenho de virtualização VMmark da VMware.
No ambiente MarkLogic NoSQL Database, testamos soluções de armazenamento rápido com capacidade utilizável maior ou igual a 700 GB. Nosso banco de dados NoSQL requer aproximadamente 650 GB de espaço livre para trabalhar, dividido igualmente entre quatro nós de banco de dados. Em nosso ambiente de teste, usamos um host SCST e apresentamos cada dispositivo em JBOD, com um dispositivo ou partição alocada por nó de banco de dados. O teste se repete em 24 intervalos, exigindo um total de 36 a 48 horas para as unidades nesta categoria. Medindo as latências internas vistas pelo software MarkLogic, registramos a latência média total e a latência de intervalo para cada unidade.
Comparando a latência média geral do Seagate Turbo SSHD em RAID 10 com dois HDDs SAS tradicionais de 10K e 15K, o Turbo apresentou um aumento significativo de desempenho. Se o comprador optasse por usar um disco SAS tradicional de 15K nesse cenário específico, a latência aumentaria em 64%; se mantivesse o SAS de 10K, a latência seria 148% maior. Analisando nossa classificação geral para todos os dispositivos testados em nosso benchmark MarkLogic NoSQL , o Seagate Turbo SSHD também supera alguns concorrentes que são apenas SSDs.
Olhando para a visualização detalhada da latência do Seagate Turbo SSHD em nosso benchmark NoSQL, as unidades híbridas foram capazes de manter uma distribuição estreita e consistente mesmo com o teste durando mais de dois dias.
Passando para uma unidade SAS tradicional de 15K em RAID10, a visualização da latência aumentou substancialmente a cada intervalo do teste.
Com unidades SAS tradicionais de 10K em RAID10, o quadro geral de latência fica ainda pior à medida que os tempos mais que dobram.
Nosso próximo teste de aplicação consiste no teste do banco de dados Percona MySQL via SysBench , que mede o desempenho da atividade OLTP. Nesta configuração de teste, utilizamos um grupo de servidores Lenovo ThinkServer RD630 e carregamos um ambiente de banco de dados em um único disco SATA, SAS ou PCIe, ou em um grupo de HDDs usando uma placa RAID LSI 9286-8e. Este teste mede a média de TPS (Transações por Segundo), a latência média, bem como a latência média do 99º percentil em uma faixa de 2 a 32 threads. A Percona e o MariaDB utilizam as APIs de aplicação 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 "legado".
Com um banco de dados funcional de cerca de 260 GB, analisamos o desempenho tanto no RAID10 quanto no RAID00 usando o Seagate Turbo SSHD. Embora nunca recomendássemos o RAID00 para um ambiente de produção, seu uso foi escolhido para mostrar qual seria o desempenho do RAID10 com um grupo de discos maior de 32 unidades. Com 32 GB de eMLC por disco, resultou em aproximadamente 256 GB utilizáveis em nossa configuração RAID10 e 512 GB utilizáveis em nossa configuração RAID00. Comparado ao Seagate Savvio 10K.7 1.2TB 10K SAS HDD, o Seagate Turbo SSHD foi capaz de oferecer uma taxa de transferência significativamente maior, chegando a 1,267TPS em RAID00 ou 959TPS em RAID10, em comparação com o 10K SAS que chegou a 401TPS.
Medindo a latência média em nosso teste Sysbench MySQL, o Seagate Turbo SSHD escalou de 17.36 ms em 2 threads para 33.35 ms em RAID10, enquanto o RAID00 escalou de 13.19 ms para 25.25 ms.
Comparando a latência do 99º percentil durante o teste TPC-C Sysbench, o Seagate Turbo SSHD foi capaz de manter as coisas muito mais calmas do que o tradicional array SAS de 10K.
Nosso próximo teste de banco de dados abrange o desempenho no ambiente SQL Server da Microsoft, que utiliza um banco de dados SQL Server de 685 GB (escala 3,000) e mede o desempenho transacional e a latência com uma carga de 30,000 VU. Também incluímos resultados de um banco de dados SQL Server menor de 333 GB (escala de 1,500) para dimensionar melhor o cache para a carga de trabalho.
Observando o desempenho transacional de cada configuração de unidade, a progressão no desempenho entre o Savvio 10k.7 e o Turbo SSHD é apenas 14% maior, embora, como veremos abaixo, observando a latência, essa diferença seja muito maior.
Comparando a latência média entre cada configuração de armazenamento, o Seagate Turbo SSHD em RAID10 ofereceu um aumento modesto no TPS como visto acima, embora a queda de latência tenha sido muito mais dramática. A latência média caiu 37% em comparação com a unidade SAS de 10K e, se você focar na configuração RAID00, a latência caiu impressionantes 88%.
Mudando para um tamanho de banco de dados menor que se ajusta melhor à quantidade de cache NAND em nossa configuração RAID10 do Turbo SSHD, vemos a diferença de TPS entre o Turbo RAID00 e o RAID10, e o Savvio 10K.7 RAID10 não é tão grande, embora novamente a maioria a diferença nos bastidores está no aspecto da latência.
Comparando a latência média em nosso benchmark SQL Server TPC-C com uma carga de 15,000 VU, o Seagate Turbo SSHD ofereceu uma melhoria de 17% em comparação com o pool de armazenamento RAID10 7K.10 ou 80% quando configurado em RAID00.
Nosso protocolo VMmark utiliza uma variedade de subtestes com base em cargas de trabalho de virtualização comuns e tarefas administrativas com resultados medidos usando uma unidade baseada em bloco que corresponde à capacidade do sistema de executar uma variedade de cargas de trabalho virtuais, como clonagem e implantação de VMs, balanceamento automático de carga de VM em um datacenter, migração ao vivo de VM (vMotion) e realocação dinâmica de armazenamento de dados (storage vMotion).
Para ambos os benchmarks VMmark, compararemos o desempenho do Seagate Turbo SSHD com o HDD Seagate Savvio 10K.7 de 1.2 TB, ambos configurados em um pool de armazenamento RAID10 e apresentados como armazenamento de rede por meio de um host de armazenamento Windows Server 2012 R2. Para a placa RAID, utilizamos o novo Series 8 8160ZQ da Adaptec, instalado em nosso Lenovo ThinkServer RD630.
Comparando o desempenho normalizado do VMmark 2.5.1, os Seagate Turbo SSHDs foram capazes de estender até uma carga de 4 ladrilhos, enquanto o Seagate Savvio 10K.7 atingiu o máximo de 2 ladrilhos. Para as cargas que ambos executaram, os Turbos tiveram uma vantagem no desempenho devido à latência de QoS mais estreita durante as execuções.
Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa
O desempenho do flash e do cache 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 completa de pré-condicionamento. Cada uma das unidades comparáveis é pré-condicionada 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 thread/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 análise de carga de trabalho sintética empresarial condensada inclui um perfil projetado para mostrar I/O aleatório de pico de cada dispositivo. Este perfil é projetado para ser usado como uma linha de base comparável às reivindicações do fabricante de referência cruzada de velocidades de transferência aleatórias.
- 4k
- 100% de leitura ou 100% de gravação
- 100% 4K
Em nosso teste de leitura e gravação aleatória 100% 4K, medindo o desempenho em todo o espectro LBA do Seagate Turbo SSHD (mostrando suas velocidades básicas de 15K), medimos 593 IOPS de leitura e 457 IOPS de gravação. Isso em comparação com 442 IOPS de leitura e 363 IOPS de gravação de seu irmão de maior capacidade e eixo mais lento, o Savvio 10K.7.
Com a velocidade de eixo mais rápida do grupo, o Seagate Turbo SSHD ofereceu a menor latência média em nossa pesada carga de trabalho 16T/16Q, medindo 431ms de leitura e 590ms de gravação.
Enquanto o Seagate Turbo SSHD oferecia a taxa de transferência mais alta e a latência média mais baixa, sua latência de pico estava no meio superior do pacote na leitura e na parte inferior do pacote na gravação.
Semelhante aos valores de latência de pico no teste aleatório de 4K, o desvio padrão do Seagate Turbo SSHD foi classificado na frente do pacote na atividade de leitura, mas ficou para trás na atividade de gravação.
Conclusão
A Seagate faz uma afirmação ousada com o Enterprise Turbo SSHD, "O disco rígido mais rápido do mundo". Normalmente, as empresas de armazenamento gostam de usar um pouco de bravata como parte de suas reivindicações de marketing, mas dizer "o mais rápido do mundo" é bastante forte. Aqui está a coisa, porém, eles estão certos. O Turbo é absolutamente fumegante e os resultados derrotaram as próprias unidades SAS de 10K da Seagate, que registraram ganhos de mais de 200% em alguns casos. Para empresas que desejam atualizar um array, mas não têm orçamento ou necessidade de IOPS/latência para uma solução totalmente flash, o Turbo é a escolha superior.
Indo mais fundo no desempenho, vimos ganhos enormes em todas as nossas cargas de trabalho de aplicativos empresariais. Em nosso benchmark de banco de dados MarkLogic NoSQL, o Seagate Turbo SSHD ofereceu enormes ganhos em comparação com HDDs SAS de 10K e 15K e até superou alguns dos SSDs que testamos até o momento. Vimos grandes melhorias também nas cargas de trabalho TPC-C em nossos ambientes CentOS MySQL e Windows Server 2012 SQL Server. Por último, mas não menos importante, nosso benchmark VMware VMmark 2.5.1 obteve o dobro do desempenho em relação aos HDDs SAS de 10K tradicionais. Em geral, não encontramos um ambiente de aplicativo que não se beneficiasse do Seagate Turbo SSHD.
É difícil encontrar algo para reclamar do Turbo. O disco oferece compatibilidade plug and play, vários modelos de criptografia e vem com garantia de cinco anos e MTBF de 2 milhões de horas. A capacidade máxima de 600 GB é praticamente o único ponto negativo, mas isso se deve à plataforma de 15 RPM, o que é ótimo para quando os dados precisam ser gravados em disco. Não é irrazoável, no entanto, presumir que a Seagate em breve levará essa tecnologia para discos corporativos de 10,000 RPM, talvez aumentando o tamanho do cache para compensar a capacidade dobrada oferecida pelos discos Seagate de 10 RPM. Claro que os híbridos de 10 RPM já existem hoje; a Seagate fabrica o IBM 600 GB 10 rpm 6 Gbps SAS Hybrid de 2.5 polegadas . Embora um híbrido de 10 RPM canibalize as versões de 15 RPM, a longo prazo a plataforma de 10 RPM faz mais sentido em termos de custo/capacidade por dólar.
Prós
- Desempenho de aplicativo líder em toda a linha
- Aumento de desempenho plug and play, nenhum software necessário
- Proteção de dados de falha de energia inesperada
Contras
- Capacidade limitada a 600 GB na iteração atual
- Os preços dos SSDs continuam caindo, pressionando os preços do Turbo
ponto de partida
A Seagate descreve com precisão o Enterprise Turbo SSHD como o disco rígido mais rápido do mundo. O Turbo é 2 vezes mais rápido que os HDDs de 10 em cargas de trabalho importantes, como virtualização e OLTP. Para qualquer empresa que deseja o melhor disco que pode oferecer, o Enterprise Turbo é a resposta.
Amazon