Hitachi Ultrastar SSD400M Enterprise SSD recension

Ultrastar SSD400M är Hitachis försök att tillhandahålla en seriös utmanare i det växande eMLC-företagets SSD-utrymme. SSD400M erbjuder all den härstamning som företagsköpare kan önska sig, inklusive inte bara Hitachis långvariga ledarskap inom lagringsindustrin, utan även Intels. SSD400M utnyttjar Intels högsta kvalitet 25nm eMLC NAND och SSD-processorteknologi, kombinerat med Hitachi/Intel gemensamt utvecklad firmware. Den resulterande SSD400M bär Hitachis varumärke men är resultatet av en stark gemensam utvecklingsansträngning.

Ultrastar SSD400M är Hitachis försök att tillhandahålla en seriös utmanare i det växande eMLC-företagets SSD-utrymme. SSD400M erbjuder all den härstamning som företagsköpare kan önska sig, inklusive inte bara Hitachis långvariga ledarskap inom lagringsindustrin, utan även Intels. SSD400M utnyttjar Intels högsta kvalitet 25nm eMLC NAND och SSD-processorteknologi, kombinerat med Hitachi/Intel gemensamt utvecklad firmware. Den resulterande SSD400M bär Hitachis varumärke men är resultatet av en stark gemensam utvecklingsansträngning.

Hitachi erbjuder 2.5-tums Ultrastar SSD400M med ett 6.0 Gb/s SAS-gränssnitt och levererar en genomströmning på upp till 495 MB/s läsning, 385 MB/s skrivning, 56,000 4 slumpmässig 24,000K läs IOPS och 4 8,360 slumpmässig XNUMXK skriv IOPS. I företaget handlar det dock inte bara om hastighet med SSD-enheter, det finns också en större total ägandekostnad. Hitachi citerar XNUMX XNUMX IOPS/watt för dem som tar hänsyn till strömförbrukningen i sitt beslut om köp av lagring.

SSD400M handlar dock inte bara om prestanda, Hitachis konstruktion och kvalifikationer leder till en SSD som är ytterst pålitlig, med bara 44 % felfrekvens på årsbasis (2 miljoner timmars MTBF). Ur ett uthållighetsperspektiv erbjuder enheten skrivningar på upp till 7.3 PB (400 GB kapacitet), motsvarande 4 TB skrivare per dag i fem år, och obegränsad läsning. Andra höjdpunkter inkluderar T10 Data Integrity Field-standarden (DIF), utökad felkorrigeringskod (ECC), Exclusive-OR (XOR)-paritet för att skydda mot flash-diefel, paritetskontrollerade interna datavägar utan en extern skrivcache och en strömkälla förlustdatahanteringsfunktion som inte kräver superkondensatorer.

Hitachi erbjuder SSD400M i 200 GB och 400 GB kapacitet med valfri TCG-självkryptering och backas upp av en fem års garanti.

Specifikationer för Hitachi Ultrastar SSD400M:

• Kapacitet
  • 400GB
    • HUSML4040ASS600
    • HUSML4040ASS601 TCG-kryptering
  • 200GB
    • HUSML4020ASS600
    • HUSML4020ASS601 TCG-kryptering
• Gränssnitt – Dual Port SAS 6Gb/s
• Intel EW29AA31AA1-kontroller
• Intel Enterprise Multi-level Cell (MLC) 25nm NAND x 39 (624GB+ Raw, 400GB användbar)
• Hynix H5PS1G83EFR 1 Gb x 4 DDR2 SDRAM (512 MB)
• Formfaktor – 2.5 tum, 15 mm z-höjd
• Överföringsprestanda
  • Läskapacitet (sekventiell 64K) 495MB/s Max
  • Skrivkapacitet (sekventiell 64K) 385MB/s Max
  • Max Läs IOPS (slumpmässigt 4K) 56,000 XNUMX
  • Max Write IOPS (slumpmässig 4K) 24,000 XNUMX
• Uthållighet (slumpmässig skrivning)
  • 400 GB Kapacitet 7.3 PB Max
  • 200 GB Kapacitet 3.7 PB Max
• Felfrekvens (ej återställbar, bitar lästa) – 1 på 10¹⁶
• MTBF – 2.0 miljoner
• Energiförbrukning
  • Prestanda Idle 1.7W
  • Drift 5.5W typiskt
• Effektförbrukningseffektivitet (IOPS/Watt) – 8,360 XNUMX
• Mått (bredd x djup, höjd mm) – 70.1 x 100.6 x 15
• Vikt (max) – 206g (400GB), 221g (200GB)
• Omgivningstemperatur 0 till 60ºC
• Chock (halvsinusvåg) 1000G (0.5ms), 500G (2ms)
• Vibration (Random G RMS) – 2.16, alla axlar, 5 till 700 Hz

Design och demontering

Hitachi Ultrastar SSD400M har en slät kropp i rostfritt stål, stämplad i den exakta formen av en 2.5-tums enhet med en höjd på 15 mm. Ovanpå disken avslutas med ett enda vitt klistermärke som tar upp hela den övre ytan, som beskriver enheten ner till certifieringarna och firmwarerevisionen. Botten innehåller ytterligare klistermärken, som upprepar enhetens serienummer och artikelnummer. Kroppen är ganska enkel och ren från utsidan, med en rejäl vikt på 205 gram, varav mycket är relaterat till inre värmeavledning. Med utomhuskylning av datacenter i åtanke (användning av utomhusluft istället för kyld eller konditionerad luft) och en allmän insats för att minska energikostnaderna förknippade med kylning, ger Hitachi Ultrastar SSD400M en maximal driftstemperatur på 70C / 158F.

Drivenhetens sidoprofil visar tydligt de två sektionerna som utgör kroppen av SSD400M. Hitachi använder industristandardskruvplatser på sidan och botten av SSD:n för vertikal eller horisontell montering.

Framsidan av Ultrastar SSD400M innehåller bara den dubbla länken 6.0 Gb/s SAS-kontakt, utan ytterligare anslutningar synliga från utsidan av enheten.

Att öppna upp enheten visar upp några av värmeavledningsfunktionerna hos Ultrastar SSD400M och förklarar var en del av kraften kommer ifrån. Det övre och nedre höljet har båda tjocka termiska kuddar för att dra bort värme från viktiga komponenter på SSD:n. Det övre locket inkluderar en extra kylfläns för att ytterligare öka mängden energi som höljet kan absorbera från de interna kretskorten som värms upp vid hård användning. Designen av SSD:n är i två delar, med kontrollern vänd inåt mellan varje kretskort. Den vita kudden på fodralets nedre del är utformad för att dra bort värme från undersidan av kontrollern, med de rosa termiska kuddarna riktade mot NAND-bitarna. Kroppen är gjord så platt som möjligt på utsidan, för att möjliggöra större ytkontakt med enhetsfack för att sprida termisk energi in i serverhöljet och så småningom ut genom forcerad luftkylning.

Hjärtat i Hitachi Ultrastar SSD400M är en Intel EW29AA31AA1-processor, som använder firmware som utvecklats tillsammans av både Hitachi och Intel. För cache använder SSD400M fyra Hynix-minnen på 128 MB, vilket ger den totalt 512 MB.

Utspridda över båda kretskorten finns 39 stycken Intel Enterprise MLC NAND. Detta ger det totalt över 624 GB rå NAND, även om endast 400 GB är användbart. Hitachi använder en blandning av olika NAND-storlekar, även om den interna användningen inte är specificerad. Detta reserverade utrymme används med största sannolikhet för insamling av sopor i bakgrunden, utjämning av slitage och hantering av stansfel på ett sätt som inte saktar ner eller inaktiverar enheten under dess livstid.

De inåtvända delarna av kretskortet inkluderar Intel EW29AA31AA1-kontrollern, ytterligare NAND, samt det långa gränssnittet som förbinder båda halvorna av SSD:n.

Nedan visas de två utvändiga delarna av Hitachi Ultrastar SSD400M. Observera att denna SSD-design inte använder sig av ultrakondensatorer. Istället gick Hitachi med elva tantalbaserade KEMET Organic Capacitors (KO-CAP). Dessa kondensatorer har en längre livslängd och expanderar inte eller på annat sätt försämras lika snabbt som andra alternativ. En liknande inställning hittades på både konsumentklass Intel SSD 320 och företagsklass Intel SSD 710.

Dessa kondensatorer ger enheten tillräckligt med tid för att spola SDRAM till NAND, även om den faktiska mängden uppehållstid inte är specificerad.

Enterprise Benchmarks

Hitachi Ultrastar SSD400M använder Intel 25nm eMLC NAND, en Intel EW29AA31AA1-kontroller och ett 6.0 Gb/s SAS-gränssnitt; vår recensionsenhet är 400GB. Jämförelserna som används för denna recension inkluderar följande nyligen testade SSD:er för företag: Micron P300 (100 GB, Marvell 9174, Micron 34nm SLC NAND, SATA), Toshiba MKx001GRZB (400GB, Marvell 9032, Toshiba 32nm SLC NAND, SAS) och Samsung SM825 (200 GB, Samsung S3C29MAX01-Y330, Samsung 30nm eMLC NAND, SATA). Alla SSD:er för företag är benchmarkade på vår företagstestplattform baserad på en Lenovo ThinkServer RD240. Alla IOMeter-siffror representeras som binära siffror för MB/s-hastigheter.

Vårt första test tittar på hastigheten i en sekventiell skrivmiljö med stora blocköverföringar. Det här speciella testet använder en överföringsstorlek på 2 MB med IOMeter, med 4k sektorinriktning och mäter prestanda med ett ködjup på 4. I det här scenariot hävdar Hitachi en maximal läshastighet på 495MB/s och en skrivhastighet på 385MB/s för deras 400GB Ultrastar SSD400M.

I vårt test med sekventiell överföring av stora block hade Ultrastar SSD400M läshastigheter som mätte 527MB/s och skrivhastigheter i stationär tillstånd på 385MB/s. Läshastigheten kom över Hitachis uppskattningar men skrivhastigheten var död. Dessa raka riktmärken placerar SSD400M överst på vårt diagram.

Genom att flytta till en slumpmässig åtkomstprofil, men ändå behålla en stor blocköverföringsstorlek på 2MB, börjar vi se hur prestandan varierar i en miljö med flera användare. Det här testet behåller samma ködjupsnivå på 4 som vi använde i det tidigare benchmark för sekventiell överföring.

Med övergången till slumpmässiga överföringar av stora block behöll Hitachi Ultrastar SSD400M sin ledning i läshastighet, som mätte 525 MB/s. Dess skrivhastigheter i stationär tillstånd sjönk till 153 MB/s, vilket fortfarande leder förpackningen.

När vi flyttar till en ännu mindre överföringsstorlek på 4K, kommer vi närmare paketstorleken som kan hittas i en tung direktåtkomstmiljö som en serverinställning med flera virtuella datorer som har åtkomst till samma array. I det första testet tittar vi på utökad 4K-läsprestanda och hur den skalas från ett ködjup på 1 till maximalt 64.

När vi tittar på vårt slumpmässiga 4K-rampdiagram, noterade vi stark prestanda för Ultrastar SSD400M, rankad under Toshiba eSSD med en maximal 4K-läshastighet på 57,261 64 IOPS vid ett ködjup på XNUMX.

Vårt nästa test tittar på slumpmässig skrivprestanda i 4K vid ett statiskt ködjup på 32 och resultaten registreras och beräknas i genomsnitt när enheterna har nått stabilt tillstånd. Medan IOPS-prestanda är ett bra mått för att mäta steady-state-prestanda, är ett annat viktigt område av intresse kring genomsnittlig och maximal latens. Högre siffror för topplatens kan innebära att vissa förfrågningar kan säkerhetskopieras under tung kontinuerlig åtkomst.

Hitachi hävdade en maximal 4K slumpmässig skrivhastighet på 24,000 21,525 IOPS, vilket vi fann var 300 400 IOPS i steady-state i våra tester. Denna hastighet rankades högst i vår grupp, över SLC-baserade Micron P84. Under dessa förhållanden mätte Ultrastar SSD1.49M 34.43MB/s i genomsnitt med en genomsnittlig svarstid på XNUMXms. Den maximala svarstiden var förmodligen den mest imponerande dock, den kom in på endast XNUMX ms.

Vår senaste serie syntetiska riktmärken jämför båda företagsenheterna i en serie server-arbetsbelastningar med blandade arbetsbelastningar med ett statiskt ködjup på 32. Liksom de syntetiska riktmärkena i början av denna recension, mäts även dessa tester i steady state. Vart och ett av våra serverprofiltester har en stark preferens för läsaktivitet, allt från 67 % läs med vår databasprofil till 100 % läs i vår webbserverprofil.

Den första är vår databasprofil, med en 67 % läs- och 33 % skrivarbetsbelastningsmix, främst centrerad på 8K-överföringsstorlekar.

Hitachi Ultrastar SSD400M planade ut med en genomsnittlig överföringshastighet på 15,441 825 IOPS i vår databasprofil, precis vid sidan av den eMLC-drivna Samsung SMXNUMX. Båda dessa enheter kom upp under SLC-motsvarigheterna; Toshiba och Micron SSD.

Nästa profil tittar på en filserver, med 80 % läs- och 20 % skrivarbetsbelastning spridd över flera överföringsstorlekar från 512-byte till 64KB.

I vår filserverspårning låg Hitachi SSD400M bredvid Samsung SM825 och erbjuder en genomsnittlig hastighet på 14,488 14,980 IOPS, jämfört med 825 25 från Samsung SMXNUMX. Hitachi kom in ungefär XNUMX % långsammare än Toshiba SLC SSD.

Vår webbserverprofil är skrivskyddad med en spridning av överföringsstorlekar från 512-byte till 512KB.

Med sitt snabba SAS 6.0Gb/s-gränssnitt kunde Hitachi Ultrastart SSD400M sträcka på benen i vår webbserverprofil och kom på andra plats efter Toshiba SLC SSD, med en hastighet på 18,593 24,193 IOPS. Detta jämfört med 16,584 300 IOPS från Toshiba eSSD, 12,199 825 IOPS från Micron PXNUMX eller XNUMX XNUMX IOPS från Samsung SMXNUMX.

Den sista profilen tittar på en arbetsstation, med en 20 % skriv- och 80 % läsblandning med 8K-överföringar.

I vår Workstation-profil kom Hitachi SSD400M över Samsung SM825, och mätte 18,422 6,443 jämfört med 825 26,337 IOPS från SM300. I den här profilen mätte Toshiba eSSD 22,926 XNUMX IOPS medan Micron PXNUMX i genomsnitt hade XNUMX XNUMX IOPS.

Energiförbrukning för företag

När det kommer till att välja hårddiskar för datacentret eller annan tätpackad lagringsmiljö är prestanda inte det enda metriska företag som är intresserade av när de tittar på SSD:er eller hårddiskar. Strömförbrukningen kan vara en enorm affär i vissa fall, så det är vettigt att du vill veta hur en enhet skulle prestera under en konstant arbetsbelastning.

I Enterprise Power-avsnittet i den här recensionen tittar vi på varje enhet under samma förhållanden som vi använde för att testa läs- och skrivhastigheterna tidigare. Detta inkluderar sekventiella och slumpmässiga överföringar på 2 MB med ett ködjup på 4 och små slumpmässiga 4K läs- och skrivöverföringar vid ett ködjup på 32. Liksom med våra tidigare tester mäter vi alla siffror i ett stabilt tillstånd för att sätta hårddisken i sitt mest kraftkrävande förhållanden.

Under alla förhållanden utom uppstart använde Hitachi Ultrastar SSD400M 5.62 watt eller mindre. Den mest effektkrävande aktiviteten för SSD400M var sekventiell QD4 2MB skrivning, med 5.62 watt i genomsnitt under testets varaktighet. Tvåa var slumpmässig 4K QD32-skrivning, tredje var sekventiell QD4-läsning följt av 4K QD32 stadig läsning som kom på fjärde plats. Under tung skrivaktivitet använde Hitachi Ultrastar SSD400M strax under den mängd ström som SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB krävde, även om strömmen snabbt minskade till mycket lägre nivåer, nära paritet med Micron P300 eller Samsung SM825, under lästung massor.

En stor push för en eMLC SSD i en datacentermiljö ligger runt kostnaden per GB och IOPS/Watt. Vi beräknade en siffra på 19,484 4 IOPS/watt i ren slumpmässig 32K-avläsning vid ett ködjup på 6,150, sjunkande till 4 38,481 IOPS/watt om man istället tittar på stadig 10,119K slumpmässig skrivning. Detta jämfört med 300 16,385 IOPS/watt läsning eller 3,082 001 IOPS/watt skriv på SLC Micron P14,980 eller 2,043 825 IOPS/watt läsning, XNUMX XNUMX IOPS/watt skriv på SLC Toshiba MKxXNUMXGRZB eller XNUMX XNUMX skriv på IOPS/watt läs på IOPS/watt eMLC Samsung SMXNUMX. Det handlar verkligen om verksamhetens behov, att hitta den bästa blandningen av kraft till prestanda (eller bara rak prestanda) som är med när man köper SSD eller hårddisk.

Slutsats

Hitachi Ultrastar SSD400M har en Intel-kontroller, Intel NAND och anpassad firmware utvecklad av Hitachi och Intels ingenjörer. Slutresultatet är imponerande och ger stark prestanda i vår Enterprise Testing Environment. Baserat på företags MLC eller eMLC NAND, erbjuder SSD400M mycket av prestandan hos en SLC-baserad SSD, men till en mycket bättre $/GB eller $/IOPS investering. I vissa fall kunde Hitachi eMLC SSD till och med överträffa några av sina SLC-konkurrenter, vilket var fallet i vårt 4K steady-state benchmark där den mätte en topplista på 21,525 XNUMX IOPS.

eMLC Ultrastar SSD400M kunde överträffa båda SLC SSD:erna från Micron och Toshiba i skrivhastigheter när vi tittade på riktmärken för enkel arbetsbelastning. Den erbjöd den högsta sekventiella och slumpmässiga överföringshastigheten för stora block på 385MB/s respektive 153MB/s. Den erbjöd också de högsta 4K-steady-state-hastigheterna från gruppen som mätte 21,525 84 IOPS eller 400 MB/s. Om man tittar på prestanda med blandad arbetsbelastning, erbjöd Hitachi SSD825M höga hastigheter i vår skrivskyddade webbserverprofil samt mycket stark prestanda i vår arbetsstationsprofil jämfört med Samsung SMXNUMX.

Även med sina starka enstaka arbetsbelastningssiffror rankades SSD400M fortfarande under den SLC-baserade Toshiba MKx001GRZB och Micron P300 i våra databas- och filserverprofiler och kom precis under Samsung SM825. Detta innebär att i vissa skrivtunga arbetsbelastningar är en SLC-SSD fortfarande att föredra om prestanda är huvudmålet. Beroende på hur viktig TCO är köpbeslutet kan dock SSD400M:s eMLC-prestanda vara tillräckligt nära för att motivera övervägande.

Förutom några av de andra företagsenheterna vi har granskat, valde Hitachi inte vägen att använda ultrakondensatorer inuti SSD400M, utan valde istället KEMET Organic Capacitors. Dessa kondensatorer kan inte ge samma långa uppehållstid i händelse av ett strömavbrott, men deras konfiguration gör det fortfarande möjligt för enheten att spola cachen till NAND, så att data inte går förlorade i flyktiga minneslagringar. Dessa komponenter tillåter en mycket varmare driftstemperatur på 70C, istället för 55C från Samsung SM825 eller Toshiba MKx001GRZB, som båda använder ultrakondensatorer. Eftersom datacenter försöker sänka kostnaderna, kan utrustningen användas vid en högre temperatur utan ökad risk för misslyckanden, vilket gör det möjligt för system att antingen luftkylda utomhus eller HVAC-system vänds till högre omgivningstemperaturer för att spara på kylkostnaderna.

Fördelar

• Fantastiska 2MB sekventiell, 2MB slumpmässig och 4K slumpmässig skrivhastighet
• Kan köras vid höga driftstemperaturer
• Utmärkta eMLC SSD IOPS/Watt-siffror

Nackdelar

• Skrivhastigheten sjunker i scenarier med blandad arbetsbelastning

Bottom Line

Med Ultrastar SSD400M skriver Hitachi i princip hur-man-guiden när det kommer till exekvering med en partner. Hitachi/Intels gemensamt utvecklade företags-SSD är en av de bästa övergripande eMLC-diskarna på marknaden, och toppar även SLC-konkurrenter i vissa fall som 4K steady state-prestanda. Hitachi designade också SSD400M med högre värmetoleranser än andra enheter, vilket gjorde dem vänliga med utomhusdatacenter och generellt minskade kylkostnaderna, vilket ytterligare förbättrade TCO.

Diskutera denna recension