Samsung SSD SM825 Enterprise SSD recension

Samsung SSD SM825 är en SSD i företagsklass som är designad speciellt för skrivintensiva datacenterarbetsbelastningar. Liksom alla Samsung SSD:er utnyttjar SM825 all Samsungs interna expertis inklusive deras egen eMLC NAND, 3-kärnig kontroller och specialiserad firmware som hjälper till att leverera 7,000 100 TBW, 4 gånger vad som ofta ses i standard MLC NAND, samtidigt som den är mer kostnadseffektiv och levererar nästan paritetsprestanda med SLC NAND. Nettoresultatet är 9,800K slumpmässiga skrivhastigheter som vi mätte över 2 200 IOPS och sekventiella XNUMXMB skrivhastigheter på över XNUMXMB/s.

På företagsmarknaden använder Samsung två helt interna flashlösningar riktade till datacenter som behöver produkter för olika arbetsbelastningar. För det läsintensiva segmentet erbjuder Samsung PM830, som nära liknar den klientmärkta SSD 830, men med anpassad firmware avsedd för tyngre kontinuerliga arbetsbelastningar. Förpackad med MLC NAND, PM830 är kapabel till upp till 60TBW med hastigheter på över 500MB/s med ett SATA 6.0Gb/s-gränssnitt.

För affärssegment som behöver en SSD med större uthållighet för mer skrivintensiva belastningar har Samsung SM825, som erbjuder upp till 7,000 830 TBW. I den här inställningen är köparna mest intresserade av hållbar prestanda över veckor, månader eller år, där prestanda i stabilt tillstånd råder. Även om den är lägre än burst-siffrorna på PM825, kan Samsung SM200 trycka på 10,000 MB/s skrivning och 3.0 XNUMX slumpmässiga skriv-IOPS tills den tas ur drift. Vid första anblicken kanske du frågar varför den bara har ett SATA XNUMXGb/s-gränssnitt, men om man tittar på prestandasiffrorna i stationära tillstånd behöver den inte den extra bandbredden för att få jobbet gjort.

Utöver läs- och skrivprestanda representerar SM825 även en högre nivå av tillförlitlighet, med en MTBF på 2 miljoner timmar jämfört med 1.5 på PM830. En annan stor skillnad är den listade Uncorrectable Bit Error Rate eller UBER, som mäter 1 av 10¹⁴ ^på SM825 till 1 av ^10¹⁴ på PM830. SM825 utnyttjar också internt cache-strömskydd genom användning av kondensatorer för att spola ut information i DRAM till NAND vid strömavbrott. När en betydligt större mängd data skickas under SSD:ns livslängd, innebär färre fel och lägre felfrekvenser att man sparar tid och pengar i datacentret.

SM825 använder ett SATA 3.0Gb/s-gränssnitt, tillsammans med en industristandard på 2.5″ formfaktor och 15 mm enhetshöjd. Den finns i tre kapaciteter, 100GB, 200GB och 400GB; med vår recensionsmodell på 200 GB kapacitet. Andra höjdpunkter inkluderar AES 256-bitars kryptering, 30nm E-MLC Toggle NAND, 256MB SDRAM-cache, cache-strömskydd och en design av borstad metall.

Samsung SSD SM825 Tekniska specifikationer:

• Erbjudna kapaciteter
  • 100 GB – MZ5EA100HMDR-00003 (128 GB NAND-densitet)
  • 200 GB – MZ5EA200HMDR-00003 (128 GB NAND-densitet)
  • 400 GB – MZ5EA400HMFP-00003 (256 Gb NAND-densitet)
• Formfaktor – 2.5 tum
• SATA 3.0 Gb/s (Native Command Queuing 32 Depth stöds)
• Samsung S3C29MAX01-Y330 3-kärnig ARM-kontroller
• Samsung K9HDGD8U5M-HCE0 E-MLC 30nm-klass Toggle DDR NAND Flash-minne
• Samsung K4T2G314QF-MCF7 256MB DDR2-800 SDRAM-cacheminne
• AES-256-kryptering
• MTBF – 2 miljoner timmar
• Uncorrectable Bit Error Rate (UBER) – 1 på 10¹⁷
• Uthållig prestanda – 400 GB
  • Hållbar dataläsning: 250MB/s
  • Hållbar dataskrivning: 220MB/s (110MB/s för 100GB)
  • Slumpmässig läsning IOPS: 43K IOPS
  • Random Write IOPS: 11K IOPS (5.5K IOPS för 100GB)
• Strömförbrukning (mätt med 100 % slumpmässig 4K läs/skrivarbetsbelastning)
  • Läs: 1.8 watt
  • Skriv: 3.4 watt
  • Tomgång: 1.3 watt
• Skriv uthållighet
  • 100 GB: 1,700 XNUMX TBW
  • 200 GB: 3,500 XNUMX TBW
  • 400 GB: 7,000 XNUMX TBW
• Cache-strömskydd
• Datalagring utan kraft – 3 månader
• Mått - 100 x 69.85 x 15 mm
• Vikt – 140-146g

Design och demontering

Samsung har ett sätt att ge var och en av deras produkter en övertygande och snygg design, även om den kommer att gömmas undan under 99.9 % av sin användbara livslängd. Vi såg denna trend på de två senaste konsument-SSD:erna från Samsung inklusive SSD 470 och SSD 830; båda med färgglada mönster som skiljer sig från andra SSD:er på marknaden.

Även om vi inte skulle säga att bra design är en anledning att köpa en specifik SSD, kan det få dig att ta en paus och tänka på att om de ger den nivån av uppmärksamhet åt utsidan av fodralet, vilka överraskningar väntar för delar du kan? ser du inte?

Samsung SSD SM825 Enterprise SSD har en design av borstad metall som påpekas även i den tekniska manualen. Kroppen är av metallegering, med robust gjuten design och väggar som mäter 1.75 mm, tillräckligt för att tåla att gå på den utan att ens böja höljet. Vid första anblicken kanske du undrar varför ett fodral var designat så här med tanke på att det kunde vara tillverkat av plast och fortfarande vara lika robust; det beror på att kroppen också är kylflänsen för komponenterna inuti SSD:n.

Topp- och bottenkåpan har stora termiska kuddar på plats för att dra värme från NAND, kontroller, SDRAM och kondensatorer och släppa in den i höljet som sedan strålar ut sin värmeenergi in i chassit på servern den är installerad i. Med strömförbrukningstoppning 5 watt under maximal aktivitet, att kunna avleda värme från intern elektronik är en viktig faktor när produktinstallationen kan vara över 5 års kontinuerlig drift. Termisk effektivitet är också ett stort försäljningsargument eftersom köpare överväger SSD jämfört med höghastighetshårddiskar som har betydligt högre kylningskostnader förknippade med dem.

Att veta vilka delar som finns inuti en SSD är nästan lika viktigt som prestandan den ger när den används. Skillnaden mellan MLC och Enterprise MLC (eMLC) NAND är cirka 6,940 825 TBW användbar livslängd. Med den skrivtunga miljön som Samsung SSD SM30 är inställd för, utrustar Samsung disken ordentligt inklusive Samsungs egen eMLC 256nm-klass Toggle DDR NAND buffrad med 2 MB Samsung DDR800-3 SDRAM, och hanteras av Samsungs trekärniga S29C01MAX330-YXNUMX . kontroller. Genom att tillverka alla Samsungs komponenter internt kan de välja komponenter av högsta kvalitet och ha en komplett hårdvaru- och mjukvaruintegration som annars skulle kunna missas om de litar på externa företag för kärnkomponenter.

Dataskydd vid strömavbrott hanteras av fyra stora ultrakondensatorer som gör att data kan spolas ur SDRAM när inkommande ström bryts. När de är installerade i ett system kräver dessa kondensatorer maximalt 55 sekunder att ladda, vilket under den tiden är cachebufferten inaktiverad (genomskrivningsläge). När kondensatorerna väl är igång går SSD:n in i sitt normala driftläge där cachen fungerar fullt ut och kan ha tillräckligt med tid för att spola till NAND i händelse av ett strömavbrott. För att förklara detta beteende tillhandahåller Samsung ett diagram i sin tekniska manual som beskriver denna process.

Enterprise Benchmarks

Flashmedia måste testas på ett annat sätt än vanliga platter-enheter och till och med klientbaserade SSD:er. Flashprestandan ändras ju längre du skriver till en enhet och hastigheten minskar tills enheten når sin konstanta hastighet. I en företagsmiljö är initial burst knappast relevant om enheten inte längre får den hastigheten efter en timmes användning. Det är här steady state benchmarking kommer in, som visar hur frekvensomriktaren presterar när den är under belastning dygnet runt. Av denna anledning förkonditionerades alla följande riktmärken och registrerades i ett stationärt läge.

Vi jämförde 200 GB Samsung SSD SM825 (SATA, eMLC NAND) mot 100 GB Micron P300 (SATA, SLC NAND) och 400 GB Toshiba MKx001GRZB (SAS, SLC NAND) för att ge en balanserad jämförelse av SSD-skrivare som köpare skulle se i den företagskategori. Vi använde också vår nya testplattform och metodik för att jämföra SM825 för att korrekt representera dess kapacitet. Den företagstestplattform som används i denna recension är en Lenovo ThinkServer RD240, utrustad med dubbla Intel Xeon X5650-processorer, som kör Windows Server 2008 R2. För riktmärken för en enhet ansluter vi varje SSD genom en LSI SAS 9211-8i HBA för att mäta prestanda utan påverkan av cachning. 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 Samsung en läshastighet på 250 MB/s och en skrivhastighet på 200 MB/s i stationär tillstånd på 400 MB/s. 825GB SM200. Vi förväntar oss att granskningsmodellen med lägre kapacitet på XNUMX GB kommer in under de angivna siffrorna.

Vi mätte en stationär läshastighet på 193MB/s och en skrivhastighet på 206MB/s. Dessa var lägre än SATA/SAS 6.0Gb/s Micron och Toshiba SLC motsvarigheter, men det var väntat.

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.

I slumpmässig överföringstestet på 2 MB mättes steady-state-hastigheterna 174 MB/s läs och 86 MB/s skriv. Läshastigheterna minskade något från det rena sekventiella testet, men det som var överraskande var skrivhastigheten på 86 MB/s som kom in ovanför Toshiba SSD och under Micron P300. Samsung skojade inte när de sa att den här enheten kunde konkurrera på en liknande nivå som SLC-baserade SSD:er.

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.

Samsung listade en maximal ihållande slumpmässig 4K-läshastighet på 35,000 400 IOPS med 200 GB-modellen, med hastigheter som förväntas minska på de mindre kapaciteterna. På sin topp mätte vår 825GB SM30,510 16 64 vid ett ködjup på XNUMX och hölls på den nivån genom 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.

Vi mätte en 4K slumpmässig skrivhastighet i stabilt tillstånd på 9,847 200 IOPS på vår 825 GB SM10,000, som kom mycket nära de 400 38 IOPS-siffrorna som Samsung listar på 3.25 GB-modellen. Med denna hastighet passerade den i genomsnitt 61.43MB/s data med en genomsnittlig latens på XNUMXms. Under detta test hade den en toppsvarstid på XNUMXms.

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.

Samsung SSD SM825 mätte en genomsnittlig hastighet på 15,589 25 IOPS, vilket inte var så långt efter de SLC-baserade motsvarigheterna. Den gick efter Toshiba SSD i detta scenario med ett gap på cirka XNUMX %.

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

Den eMLC-baserade Samsung SM825 gick fortfarande efter SLC-baserade Toshiba med 22.9 % i filserverprofilen, men var bara 7.3 % långsammare än Micron P300.

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

Med de mycket starkare läshastigheterna hos SATA/SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB och Micron P300 hamnade Samsung SM825 efter i den skrivskyddade webbserverprofilen. Den hade en medelhastighet på 12,199 16,584 IOPS jämfört med 300 24,193 IOPS från PXNUMX och XNUMX XNUMX från Toshiba.

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

Arbetsstationsprofilen var lätt den svåraste på den eMLC-baserade SM825, med SLC SSD:erna som visade mycket större styrka i denna situation. SM825 gick igenom med en hastighet på 6,443 22,926 IOPS jämfört med 300 26,337 IOPS från PXNUMX och XNUMX XNUMX IOPS med Toshiba.

Energiförbrukning för företag

När det kommer till att välja hårddiskar för datacentret eller annan tätpackad lagringsmiljö är prestanda inte det enda metriska företag är intresserade av när de tittar på SSD:er eller hårddiskar. Strömförbrukning kan vara en stor del i vissa fall, så det är vettigt att du vill veta hur en enhet skulle prestera under en konstant arbetsbelastning. Ett av nyckelbudskapen som Samsung driver bakom SM825 är låg strömförbrukning. Jämfört med traditionella 15K SAS-hårddiskar går SM825 på tomgång på 1.8 watt jämfört med 8.5 watt på en 15K RPM-hårddisk, en massiv effektminskning. Vid aktiv användning med en 4K slumpmässig 70 % läs / 30 % skrivblandning hoppar strömförbrukningen till 12.6 watt med hårddisken och 3.2 watt med SM825. Dessa siffror är enorma när man beräknar TCO; 22 IOPS/watt när den är aktiv för hårddisken, medan SM825 brummar iväg med 7,200 XNUMX IOPS/watt.

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 Samsung SSD SM825 5.11 watt eller mindre. Den mest effektkrävande aktiviteten för SM825 var sekventiell QD4 2MB-skrivning, med 5.11 watt i genomsnitt under testets varaktighet. Andra var slumpmässig 4K QD32-skrivning, tredje var sekventiell QD4-läsning och 4K QD32 stadig läsning kom på fjärde plats. Under tung skrivaktivitet använde Samsung SSD SM825 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, under lästunga belastningar.

En stor push för en eMLC SSD i en datacentermiljö ligger runt kostnaden per GB och IOPS/Watt. Vi beräknade en siffra på 14,980 4 IOPS/watt i ren slumpmässig 32K-läsning vid ett ködjup på 2,042, sjunker 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 XNUMX IOPS/watt skriv på Micron PXNUMX eller XNUMX XNUMX IOPS/watt läsning eller XNUMX XNUMX IOPS/watt skriv på Toshiba. 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

Som vi vet handlar SSD:er i företagsmiljöer mer om hållbar prestanda under hårddiskens livslängd än råa burst-hastigheter. Vi ser också en förändring från dyrare SLC SSD:er till kostnadseffektiva eMLC SSD:er när företagsanvändare letar efter den perfekta platsen på sin prestanda/TCO-kurva. Branschen har gjort det klart att eMLC NAND har uthållighetskraften för att leva i datacenter och Samsung stödjer detta budskap ytterligare med deras SM825 med 7,000 400 TBW i kapaciteten på XNUMX GB.

Med övergången till eMLC kommer en förväntad minskning av prestanda jämfört med SSD-enheter som använder SLC NAND. Till Samsungs förtjänst mildrar de detta i den utsträckning de kan genom att välja den bästa NAND från deras fabs. De använder också sin egen processor och har ingenjörer för att bygga anpassad firmware, så paketet som helhet fungerar tillsammans, vilket innebär bättre prestanda, tillförlitlighet och kompatibilitet. I våra tester fann vi att SM825 erbjuder det mesta av prestandan hos en SLC SSD i flera situationer. I databas- och filserverprofiler följde SM825 SLC Toshiba MKx001GRZB med 25 % respektive 22.9 %. I den läsintensiva webbserverprofilen och arbetsstationsscenariot, släpade SM825 med större mängder ut till 49.6 % och 75.5 %, men för att vara rättvis är denna SSD inte konstruerad för just den arbetsbelastningen.

I början av den här recensionen nämnde vi att den primära målmarknaden för denna enhet är företag. När fler timmar och TB loggas in på SSD:er kan köpare ta reda på vilken enhet som bäst passar deras användningsscenarier; vare sig det är MLC, eMLC eller SLC. Med enorma prisskillnader som skiljer var och en, är det mycket meningsfullt att få den som bäst passar din TCO-modell. Samsung SSD SM825 utrustad med eMLC NAND kan passa räkningen för en skrivintensiv SSD i företagsklass men kommer fortfarande in till ett mycket lägre pris jämfört med sin SLC-konkurrens. För företag som passar modellen för hastighet/användning är det vettigt att köpa dessa enheter, i andra situationer är det inte det.

Fördelar

• Komplett egen lösning
• Stark 10K IOPS steady-state slumpmässig 4K
• 7,000 400 TBW från XNUMX GB-modell

Nackdelar

• Långsammare SATA 3.0 Gb/s läshastigheter ger upp hastigheten i lästunga scenarier jämfört med SAS och SATA 6.0 Gb/s SLC SSD:er

Bottom Line

Med tanke på användningsscenariot för datacenter som Samsung SM825 SSD skapades för, höll hårddisken bra och levererade nästan 10,000 4 IOPS i slumpmässig 825K-testning i stabilt tillstånd. Det billigare eMLC- och SATA-gränssnittet framhäver värdeerbjudandet, medan Samsungs egna NAND, kontroller, cache-DRAM och anpassad firmware driver solid prestanda, tillförlitlighet och kompatibilitet – allt som betyder mycket med tanke på den långa livslängden som förväntas för denna SSD. SMXNUMX ger i slutändan en fantastisk blandning av funktioner och kommer säkerligen att göra många till en kortlista eftersom företagsköpare vill spara mer pengar genom att montera mer riktade SSD:er i specifika användningsscenarier.

Diskutera denna recension