Em fevereiro, a Toshiba anunciou a série HK4, a mais recente adição aos seus SSDs empresariais de alto desempenho. A série HK4 vem em dois modelos: um modelo de resistência de valor e um modelo de leitura intensiva. A Toshiba dobrou a capacidade máxima das unidades, rodando até um máximo de 1.92 TB (os HK3s chegaram a 960 GB). Como no modelo anterior, o HK4 é um fator de forma de 2.5” que suporta interface SATA 6Gb/s. O HK4 também apresenta funcionalidade empresarial vital, incluindo perda total de energia e proteção de ponta a ponta, bem como tecnologia proprietária de correção de erros QSBC (Quadruple Swing-By Code), esta última que ajuda a proteger e proteger os dados contra corrupção causada por Desgaste da mídia de memória flash NAND.
Em fevereiro, a Toshiba anunciou a série HK4, a mais recente adição aos seus SSDs empresariais de alto desempenho. A série HK4 vem em dois modelos: um modelo de resistência de valor e um modelo de leitura intensiva. A Toshiba dobrou a capacidade máxima das unidades, rodando até um máximo de 1.92 TB (os HK3s chegaram a 960 GB). Como no modelo anterior, o HK4 é um fator de forma de 2.5” que suporta interface SATA 6Gb/s. O HK4 também apresenta funcionalidade empresarial vital, incluindo perda total de energia e proteção de ponta a ponta, bem como tecnologia proprietária de correção de erros QSBC (Quadruple Swing-By Code), esta última que ajuda a proteger e proteger os dados contra corrupção causada por Desgaste da mídia de memória flash NAND.
O HK4 usa os controladores Toshiba MLC NAND de 15 nm de última geração da Toshiba e fornece o que eles chamam de desempenho de aplicativo líder de classe. O HK4 vem em dois modelos diferentes para dois casos de uso diferentes. O HK4R (que é a versão intensiva de leitura com suporte para gravação de uma unidade por dia) foi projetado para aplicativos como servidores da Web, servidores de arquivos, streaming de mídia, vídeo sob demanda, mecanismos de pesquisa e armazenamento de dados quentes. O HK4R funciona até a capacidade superior de 1.92 TB. A outra versão é um modelo HK4E de alta resistência. Este modelo foi projetado com cargas de trabalho mistas em mente e pode fornecer até três DWPD.
O HK4 vem em dois modelos, cinco capacidades diferentes e vem com garantia de 5 anos. Para nossa análise, veremos o modelo de leitura intensiva com capacidade de 1.92 TB.
Especificações da série HK4:
- Série HK4R
- Fator de forma: 2.5", 7.0 mm
- Nome do modelo: THNSN8120P | THNSN8240P | THNSN8480P | THNSN8960P | THNSN81Q92
- Memória: memória flash MLC NAND de 15 nm
- Capacidade: 120GB | 240GB | 480GB | 960GB | 1.92TB
- Desempenho
- Leitura Sequencial Sustentada (64KiB): 500MiB/s
- Gravação sequencial sustentada (64KiB): 120MiB/s | 270MiB/s | 480MiB/s | 480MiB/s | 480MiB/s
- Leitura aleatória sustentada (4 KiB): 75K IOPS
- Gravação aleatória sustentada (4 KiB): 4K IOPS | 10K IOPS | 12K IOPS | 14K IOPS | 14K IOPS
- Interface: ACS-3, SATA revisão 3.2
- Velocidade da interface: 6.0 Gbit/s, 3.0 Gbit/s, 1.5 Gbit/s
- Tamanho (comprimento x largura x altura): 100.0 mm x 69.85 mm x 7.00 mm
- DWDP: 1
Concepção e construção
O exterior não mudou muito no design nem há muitos motivos para reformulá-lo. Os SSDs corporativos geralmente ficam escondidos em data centers e, portanto, precisam ter bom desempenho em vez de apelo estético. A carcaça externa é um corpo de alumínio simples com um adesivo que fornece detalhes como número do modelo, capacidade e certificações.
As laterais e a parte inferior do dispositivo mostram os orifícios dos parafusos para montagem da unidade.
Há dois conjuntos de quatro parafusos na unidade. O primeiro conjunto mantém a caixa externa; o segundo conjunto mantém o PCB no lugar. A remoção de ambos os conjuntos de parafusos permite que o PCB saia. De um lado, o Toshiba Controller e os pacotes NAND são facilmente visíveis.
Muito parecido com o HK3, o NAND está apenas em um lado do PCB.
Histórico de testes e comparáveis
A Laboratório de teste StorageReview Enterprise fornece uma arquitetura flexível para realizar benchmarks de dispositivos de armazenamento corporativo em um ambiente comparável ao que os administradores encontram em implantações reais. O Enterprise Test Lab incorpora uma variedade de servidores, redes, condicionamento de energia e outras infraestruturas de rede que permitem que nossa equipe estabeleça condições do mundo real para avaliar com precisão o desempenho durante nossas análises.
Incorporamos esses detalhes sobre o ambiente de laboratório e protocolos em revisões para que os profissionais de TI e os responsáveis pela aquisição de armazenamento possam entender as condições em que alcançamos os resultados a seguir. Nenhuma de nossas análises é paga ou supervisionada pelo fabricante do equipamento que estamos testando. Detalhes adicionais sobre o Laboratório de teste StorageReview Enterprise e uma visão geral de seus recursos de rede estão disponíveis nas respectivas páginas.
Como esta é uma das primeiras amostras SATA de 2 TB que executamos em nosso processo de teste, não tínhamos um grupo de unidades comparáveis disponíveis para uma comparação de maçãs com maçãs. Para ajudar a criar um quadro de referência, extraímos de nosso grupo de revisão SAS3 mais recente, onde unidades de capacidade semelhante foram executadas por meio de nossos testes SQL Server e MySQL. Essas unidades mostrarão pontuações mais altas, o que é esperado, mas também oferecerão informações sobre como o Toshiba HK4 se compara. Carga de trabalho de aplicativos comparáveis para esta revisão:
- Seagate SAS3
- Toshiba PX04S SAS3
- HGST 1.6 TB SAS3
Comparáveis sintéticos para esta revisão:
- Intel S3500 480 GB
- Mícron M500DC 480GB
- Samsung 845DC 480 GB
- Toshiba HK3R2 960 GB
- Toshiba HG6 512GB
- SanDisk CloudSpeed Eco 960GB
- Mícron M510DC 480GB
- Samsung SM863 960GB (nota: o SM863 é uma unidade de uso misto, não uma unidade de leitura intensiva)
- Samsung PM863 960 GB
Análise de carga de trabalho do aplicativo
Para entender as características de desempenho dos dispositivos de armazenamento corporativo, é essencial modelar a infraestrutura e as cargas de trabalho de aplicativos encontradas em ambientes de produção ao vivo. Nossos primeiros benchmarks para o Toshiba HK4 são, portanto, o Desempenho OLTP do MySQL via SysBench e Desempenho OLTP do Microsoft SQL Server com uma carga de trabalho TCP-C simulada. Para nossas cargas de trabalho de aplicativo, cada unidade executará de 2 a 4 VMs configuradas de forma idêntica.
StorageReview's Protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Conselho de Desempenho de Processamento de Transações, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados. Cada instância de nossa VM SQL Server para esta revisão usa 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 olhar para a saída do SQL Server, vemos o Toshiba HK4 atrás dos modelos SAS3 mais rápidos, mas espera-se que seja um modelo SATA. O HK4 nos deu 6,245.67 TPS no total e cada VM foi quase o mesmo com 3,122.69 e 3,122.98 TPS. Deve-se notar que, embora tenha o desempenho mais baixo em nosso benchmark, foi apenas 60 TPS mais lento que o desempenho superior, o Seagate SAS com 6305.24 TPS.
O HK4 tinha ambas as VMs individuais e uma latência de 61ms, o que deu uma média de 61ms também.
O próximo benchmark de aplicativo consiste em um Banco de dados MySQL OLTP Percona medida 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 compatíveis com 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 médio de transações por segundo, o Toshiba HK4 baseado em SATA ficou atrás das unidades de comparação SAS3, mas ainda executou a carga de trabalho de maneira consistente. As VMs individuais nos deram TPS entre 436 e 469 e a pontuação agregada foi de 1787.4 TPS.
Observando a latência média da VM do Sysbench, medimos VMs individuais entre 68.15ms e 73.39ms, dando uma média de 71.68ms.
Em termos de pior cenário de latência do MySQL (99º percentil de latência), o HK4 deu uma latência entre 135.15ms a 138.67ms, com uma média de 137.41ms.
Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa
O desempenho do flash varia à medida que a unidade se torna condicionada à sua carga de trabalho, o que significa que o armazenamento flash deve ser pré-condicionado antes de cada um dos benchmarks sintéticos fio para garantir que os benchmarks sejam precisos. Cada uma das unidades comparáveis é apagada com segurança usando as ferramentas do fornecedor e pré-condicionadas em estado estável com uma carga pesada de 16 threads e uma fila pendente de 16 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 Toshiba HK4 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 HK4 começa alto e depois cai para o quarto lugar antes de terminar em segundo em um estado estável em torno de 32,000 IOPS.
Olhando para o pré-condicionamento de latência média, vemos novamente o HK4 com desempenho mais forte. Há momentos em que o HK4 teve a menor latência antes de terminar em segundo com uma latência estável de pouco menos de 8ms.
Como em todos os testes de pré-condicionamento de latência máxima que executamos, vemos vários picos por toda parte. O Toshiba HK4 foi bastante consistente com apenas um punhado de picos de 99.38 ms sendo o mais alto. O drive terminou em terceiro lugar com uma latência em torno de 70ms.
O desvio padrão mostrou outro desempenho consistente do HK4. O HK4 correu lado a lado com o Micron 500DC antes de ser derrotado no final para terminar em estado estacionário pouco menos de 6ms.
Durante o benchmark sintético primário de 4k, o HK4 apresentou um dos desempenhos mais fortes com uma taxa de transferência de leitura de 79,709 IOPS (colocando-o em terceiro lugar geral) e uma taxa de transferência de gravação de 30,688 IOPS (colocando-o em segundo lugar geral).
Com latência média, o HK4 mais uma vez chega perto do topo com uma latência de gravação de 8.34 ms (a melhor do grupo) e uma latência de leitura de 3.211 ms (terceiro no geral, mas logo atrás dos dois Samsungs, com o SM863 mostrando uma latência de 3.203ms e o PM863 uma latência de 3.206ms).
Olhando para a latência máxima, vemos o HK4 ficando atrás da maioria das outras unidades em latência de leitura com uma velocidade de 27.973 ms, a segunda mais alta. O HK4 teve velocidades de gravação muito melhores com uma latência de 96.288 ms, ficando em terceiro lugar.
O desvio padrão mostra uma latência de leitura no meio para o HK4 em 2.048ms e uma latência de gravação em terceiro novamente com 6.285ms.
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, começamos com os resultados do pré-condicionamento antes de passar para os testes principais. Aqui o HK4 repetiu sua colocação do pré-condicionamento 4k com um começo forte que leva a um final alto. O HK4 chega a um estado estável em torno de 39,000 IOPS.
Olhando para latência média, mais uma vez o HK4 começa forte e termina no topo do pelotão, segundo lugar, com um estado estável em torno de 6.5ms.
A latência máxima mostrou muitos saltos e picos com todas as unidades, incluindo o HK4. O HK4 conseguiu ficar em terceiro lugar no benchmark com latência máxima saltando entre cerca de 55ms e 40ms até o final do teste.
Com Standard Deviation, o HK4 deu um desempenho mais consistente, terminando em segundo lugar com uma latência de pouco menos de 5ms.
Depois que as unidades são pré-condicionadas, mudamos para nosso benchmark principal de 8k 70/30. Olhando para a taxa de transferência, o HK4 ficou em segundo lugar com pico de 38,481 IOPS.
A latência média novamente mostrou um forte desempenho do HK4, mais uma vez chegando em segundo e terminando o teste em 6.65ms, logo atrás dos 6.38ms do melhor desempenho, o Samsung SM863.
Olhando para a latência máxima, o HK4 caiu de seu poleiro e pousou no meio do pelotão. Aqui vimos o HK4 nos dar uma latência máxima de 63.83ms, metade do pior desempenho (HK3R2 com 132.32ms), mas quase o dobro da latência do melhor desempenho (SM863 com 34.32ms).
O desvio padrão teve um cenário real de pescoço a pescoço no final, mas o HK4 conseguiu terminar em segundo lugar com uma latência de 5.02ms.
Conclusão
O Toshiba HK4 é um SSD SATA empresarial de 2.5” que vem em dois modelos: um modelo de leitura intensiva (HK4R) e um modelo de alta resistência (HK4E). As unidades têm capacidade que varia de 120 GB a 1.92 TB (dependendo do tipo de modelo) e utilizam os controladores NAND de 15nm de última geração da Toshiba, bem como os controladores Toshiba. Isso o tornaria uma das primeiras unidades SATA a atingir o ponto de capacidade de 2 TB. As unidades vêm com uma garantia de 5 anos e são projetadas para uma variedade de casos de uso, incluindo cargas de trabalho mistas, servidores web, servidores de arquivos, streaming de mídia, vídeo sob demanda, mecanismos de pesquisa e armazenamento de dados quentes.
Em nossas cargas de trabalho de aplicativos, vimos o Toshiba HK4R se comportar bem contra os comparáveis SAS3, embora tenha sido superado no final pelos modelos muito mais caros. Isso era esperado, mas também mostra o quão longe a Toshiba foi capaz de trazer um SSD empresarial SATA em comparação com os modelos SAS. Ele nos deu uma pontuação agregada de 6,245 TPS com cada VM tendo um desempenho de 3,122 TPS cada em nosso benchmark do SQL Server. O HK4 teve uma latência de 61ms (individual e em média) em nosso SQL Server. Em nosso teste Sysbench executando 4 VMs MySQL altamente carregadas, medimos um TPS agregado de 1787, uma latência média de 72ms e uma latência de pior cenário de 137ms.
Nossos benchmarks sintéticos foram mais alinhados com um teste de maçãs com maçãs (com exceção do SM863 que é uma unidade de uso misto) com várias unidades SATA em comparação com o HK4. Aqui o HK4 brilha um pouco mais subindo para a extremidade superior de vários testes. Em nosso benchmark de 4k, o HK4 ficou em segundo lugar em throughput de gravação com 30,688 IOPS e em terceiro em throughput de leitura com 79,709 IOPS. O HK4 teve a melhor latência de gravação do grupo com 8.34ms. Em nosso benchmark 8k 70/30, o HK4 teve um forte desempenho em taxa de transferência, mais uma vez terminando em segundo lugar com 38,481 IOPS. O HK4 também nos deu velocidades de latência de 6.65 ms em média, 63 ms no máximo e 5.02 ms em desvio padrão.
Vantagens
- O dobro da capacidade do modelo anterior
- Compatível com as unidades SAS3 em nossos testes de aplicativos
- Desempenho acima da média em taxa de transferência e latência de 4k
Concluindo!
O Toshiba HK4R é um SSD SATA de 2.5” com capacidade de até 2 TB. A unidade oferece desempenho mais do que suficiente para aplicativos de leitura intensiva para os quais foi projetada, com um perfil econômico favorável em comparação com as ofertas SAS.
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