Hem Företag SMART Storage Systems Optimus SAS Enterprise SSD Review

SMART Storage Systems Optimus SAS Enterprise SSD Review

by Kevin OBrien

När SMART Storage Systems (numera SanDisk) tillkännagav Optimus SAS SSD för månader sedan, var deras stolthet över design, konstruktion och tillverkning tydlig, ungefär som en stolt förälder som visar sin förstfödda. Nyckeln ur SMARTs perspektiv är att kunna bättre förstå NAND för att driva uthållighet i företagsklass ur MLC NAND av konsumentklass. Optimus går dock ett steg längre och pressar på SMARTs ingenjörskunskaper genom att utnyttja en anpassad firmware som bygger på en anpassad styrenhet, vilket ger dem ännu mer kontroll över SSD:n som ett system. Resultaten är imponerande för en vanlig SSD för företag – uthållighet på 10 fulla slumpmässiga skrivenheter per dag i fem år, tillsammans med upp till 500 MB/s ihållande läs/skrivkapacitet. Specifikationerna ensamma berättar dock inte hela Optimus-historien. I inledningen till denna recension har vi redan kallat Optimus för en vanlig företags-SSD, som till stor del är baserad på NAND-profilen. Det kan dock vara ett misstag. Medan Optimus kan presentera SLC-liknande uthållighet med MLC NAND, är den också kapabel att presentera SLC-liknande prestanda, med MLC NAND. I vissa fall är det till och med bäst SLC-enheter, som vi kommer att dyka in i mer nedan.


När SMART Storage Systems (numera SanDisk) tillkännagav Optimus SAS SSD för månader sedan, var deras stolthet över design, konstruktion och tillverkning tydlig, ungefär som en stolt förälder som visar sin förstfödda. Nyckeln ur SMARTs perspektiv är att kunna bättre förstå NAND för att driva uthållighet i företagsklass ur MLC NAND av konsumentklass. Optimus går dock ett steg längre och pressar på SMARTs ingenjörskunskaper genom att utnyttja en anpassad firmware som bygger på en anpassad styrenhet, vilket ger dem ännu mer kontroll över SSD:n som ett system. Resultaten är imponerande för en vanlig SSD för företag – uthållighet på 10 fulla slumpmässiga skrivenheter per dag i fem år, tillsammans med upp till 500 MB/s ihållande läs/skrivkapacitet. Specifikationerna ensamma berättar dock inte hela Optimus-historien. I inledningen till denna recension har vi redan kallat Optimus för en vanlig företags-SSD, som till stor del är baserad på NAND-profilen. Det kan dock vara ett misstag. Medan Optimus kan presentera SLC-liknande uthållighet med MLC NAND, är den också kapabel att presentera SLC-liknande prestanda, med MLC NAND. I vissa fall är det till och med bäst SLC-enheter, som vi kommer att dyka in i mer nedan.

Optimus kompletterar SMARTs andra företagserbjudanden designade kring SandForce-kontrollern. SMART upprätthåller den dubbla produktlinjen för att tilltala företagsköparens varierande arbetsbelastningsbehov och budgetar. Optimus-familjen är verkligen deras flaggskepp, med en mängd olika erbjudanden beroende på uthållighetsbehovet för användningsfallet. Optimus har en standard 28 % över provisionering (OP) och 10 drive writes per day (DWPD), där när man flyttar uppströms Optimus Ultra erbjuder 71 % OP och 25DWPD och Optimus Ultra+ ger 156 % OP och stöder 50 DWPD, allt med standard MLC NAND.

OP spelar en stor roll för uthållighet, men det är inte det enda tricket SMART ger till bordet. SMART har utvecklat en serie tekniker som när de är kopplade tillgodoser Optimus uthållighetsbehov, men också prestanda och dataskydd. Generellt sett faller dessa under Guardian Technology-paraplyet som består av FlashGuard, DataGuard och EverGuard. Collectively Guardian Technology tillhandahåller inte bara uthållighets- och blixthanteringsalgoritmer och metodik, utan den inkluderar också fullständigt datavägsskydd och strömavbrottsskydd. Optimus erbjuder även företag efterfrågade funktioner som AES 256-bitars kryptering, TGC företagsöverensstämmelse, T-10 DIF support och fem års garanti. Optimus kommer i 200 GB, 400 GB och 800 GB i standard 9.5 mm 2.5 tum SAS-formfaktor. En 1.6TB Optimus finns även i en 15 mm drivhöjd.

SMART Storage Systems Optimus SAS-specifikationer

  • Kapacitet
    • 200 GB – TXA2D20200GA6001
    • 400 GB – TXA2D20400GA6001
    • 800 GB – TXA2D20800GA6001
    • 1.6 TB – TXA2D21600GA6001
  • Uthållig läs/skriv: 500/500 MB/s
  • 1 GB/s bibehållen läsning Wide Port
  • Slumpmässig läs/skriv 100K/50K IOPS
  • 6Gb/s SAS-gränssnitt
  • Gränssnittsportar Dubbla/Breda
  • Sektorstorlekar: 512, 520, 528 byte
  • Datatillförlitlighet 1 oåterställbart fel av 1017 bitar lästa
  • Uthållighet: 10 hela slumpmässiga körningar/dag
  • Återställning av strömavbrott: Backup-strömkrets
  • Datavägsskydd: DataGuard, T-10 DIF
  • Garanti 5 år
  • Säkerhet TCG Enterprise-kompatibel
  • Kryptering AES 256-bitars
  • Effekt: Aktiv (typ) 7 W
  • Stöt: 1000 g halvsinus, 0.5 ms, 3 stötar längs varje axel, X, Y, Z, i varje riktning
  • Vibration: 2.17 g rms, 7-800 Hz
  • Driftstemperatur: 0°C till 70°C (intern)
  • Förvaringstemperatur: -40°C till 90°C
  • Luftfuktighet: 5 % till 95 %, icke-kondenserande, relativ fuktighet
  • Höjd: 5486.4 m [18,000 XNUMX fot]
  • Längd 100.20 mm x bredd 69.85 mm x höjd 9.50 mm (1.6 TB 15 mm)

Design och bygga

SMART Storage Systems Optimus är en företagsinriktad 9.5 mm SSD med ett SAS-gränssnitt. Till skillnad från de flesta av sina konkurrenter, exklusive P300 som också är 9.5 mm, följer Optimus denna mindre formfaktor istället för den större 15 mm Z-höjden (förutom 1.6 TB Optimus som är 15 mm) som vanligtvis finns bland företags flash- eller spindelenheter. Detta ger den bästa foten framåt när många företagsplattformar börjar flytta fokus från traditionella 2.5-tums hårddiskformfaktorer till smalare SSD-orienterade design.

Höljet runt Optimus är en CNC-bearbetad legering som passar perfekt i alla system vi monterade den i. Att vara CNC-bearbetad ger den också en fördel när det kommer till intern struktur, eftersom SMART kan designa höljet så att det passar tätt runt kretskortskomponenter att fungera som en massiv värmeledare. Hela SSD:n har en bra mängd substans i sin vikt, utan att vara så tung som några av dess 15 mm Z-höjda bröder.

En frontvy av Optimus visar att dess SAS-gränssnitt, som är kompatibelt med dubbla portar, är klassat för 6.0 Gb/s-anslutning. Inga servicestift eller extra kontakter är synliga framifrån; även om baksidan har en öppning som inte används i provet vi fick.

Att öppna Optimus är ganska enkelt när det gäller de flesta företags-SSD:er. Du tar helt enkelt bort fyra stjärnskruvar i standardstorlek och separerar topp- och bottenkåpan. Inuti hittar vi en noggrant bearbetad topp- och bottenkåpa, som hjälper till att dra bort värme från viktiga komponenter som NAND, strömregulatorer, kondensatorer och kontroller.

I hjärtat av SMART Storage Systems Optimus SSD är en anpassad styrenhet som kör optimerad SMART-firmware tillsammans med SMARTs Guardian-teknik. Denna kombination är vad som driver 10DWPD-uthållighet ur konsument MLC Toshiba NAND. Vår 512 GB råa, 400 GB användbara SSD inkluderade Toshiba MLC Toggle NAND (TH58TEG8D2HBA8C) som vi senast såg i vår recension av den konsumentorienterade Corsair Performance Pro. Denna NAND cachelagras sedan med Micron RAM.

Testbakgrund och jämförelser

Våra 400 GB SMART Storage Systems Optimus använder en anpassad kontroller och Toshiba MLC NAND med ett SAS 6.0Gb/s-gränssnitt. Jämförelserna listas nedan och inkluderar uteslutande SLC-baserade enheter. Som framgår nedan, skulle inklusive liknande-specifika MLC- eller eMLC-företags-SSD:er ha kastat skalan för våra diagram långt ur spel och skulle inte göra Optimus rättvisa eftersom det är mer relevant att visa dess prestanda mot SLC-baserade enheter.

Jämförelser för denna recension:

Alla SSD:er för företag är benchmarkade på vår företagstestplattform baserad på en Lenovo ThinkServer RD240. ThinkServer RD240 är konfigurerad med:

  • 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB cache)
  • Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-bitars och CentOS 6.2 64-bitars
  • Intel 5500+ ICH10R Chipset
  • Minne – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3-registrerade RDIMM
  • LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gb/s HBA

Syntetisk arbetsbelastningsanalys för företag

Flashprestanda varierar under förkonditioneringsfasen för varje lagringsenhet. Vår benchmarkprocess för företagslagring börjar med en analys av hur enheten presterar under en grundlig förkonditioneringsfas. Var och en av de jämförbara enheterna raderas säkert med hjälp av leverantörens verktyg, förkonditionerade till steady-state med samma arbetsbelastning som enheten kommer att testas med under en tung belastning på 16 trådar med en utestående kö på 16 per tråd, och sedan testas i fastställda intervall i flera tråd-/ködjupsprofiler för att visa prestanda under lätt och tung användning.

Förkonditionering och primära stationära tester:

  • Genomströmning (Read+Write IOPS Aggregate)
  • Genomsnittlig fördröjning (läs+skrivfördröjning i medeltal)
  • Max fördröjning (maximal läs- eller skrivfördröjning)
  • Latens standardavvikelse (läs+skriv standardavvikelse i genomsnitt)

Vår Enterprise Synthetic Workload Analysis inkluderar fyra profiler baserade på verkliga uppgifter. Dessa profiler har utvecklats för att göra det lättare att jämföra med våra tidigare riktmärken samt allmänt publicerade värden som max 4K läs- och skrivhastighet och 8K 70/30, som vanligtvis används för företagsenheter. Vi inkluderade också två äldre blandade arbetsbelastningar, den traditionella filservern och webbservern, som var och en erbjuder en bred blandning av överföringsstorlekar.

  • 4K
    • 100% Läs eller 100% Skriv
    • 100 % 4K
  • 8K 70/30
    • 70 % läser, 30 % skriver
    • 100 % 8K
  • Fil server
    • 80 % läser, 20 % skriver
    • 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
  • webbserver
    • 100% läst
    • 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k

Från och med vår första förkonditioneringsarbetsbelastning med 100 % slumpmässig aktivitet i 4K, börjar SMART Optimus med en långsammare burst-hastighet, liknande Toshiba eSSD, men eftersom de andra enheterna snabbt tappar Optimus tar Optimus en ledande ställning över sina SLC-konkurrenter.

Genom att byta fokus till latens i vårt förkonditioneringsstadium med full mättnad har Optimus de snabbaste svarstiderna överlägset under hela vår 100 % slumpmässiga 4K-arbetsbelastning.

När vi flyttar fokus till maximal latens i 4K-förkonditioneringsarbetsbelastningen, bibehåller SMART Optimus de lägsta maximala svaren, vilket är mycket unikt jämfört med andra MLC- eller till och med eMLC-produkter.

En annan syn på responsen över tid i vårt 4K-förkonditioneringstest visar att Optimus bibehöll mycket konsekventa svarstider under hela testets varaktighet... den lägsta av hela gruppen.

Efter att förkonditioneringsprocessen avslutats kom SMART Optimus in med den högsta genomsnittliga 100 % slumpmässiga genomströmningen på 4K i både läs- och skrivaktivitet. Den mätte 92,698 4 IOPS 34,778K slumpmässig läsning och 4 XNUMX IOPS XNUMXK slumpmässig skrivning, långt över de flesta enheter i båda kategorierna.

Med sin otroligt snabba genomströmningsprestanda erbjöd SMART Optimus också den lägsta genomsnittliga latensen.

Genom att jämföra toppsvarstiderna över vårt 100 % slumpmässiga 4K-test, hade SMART Optimus de bästa toppsvarstiderna ur gruppen.

Jämför 4K slumpmässig läs- och skrivstandardavvikelse var Optimus mycket konsekvent och ledde paketet med SLC-SSD:er för företag.

I vår första blandade arbetsbelastning med en 8K-profil med 70 % läs- och 30 % skrivspridning, ledde SMART Optimus återigen packningen i genomströmning; denna gång erbjuder även de högsta skurhastigheterna.

Genomsnittlig fördröjning i vår 8K 70/30-arbetsbelastning visade att SMART Optimus var i ett nästan stabilt tillstånd runt tvåtimmarsstrecket, samt hade den bästa responsen.

I likhet med den maximala latensen vi mätte i vår 100 % 4K-arbetsbelastning, erbjöd SMART Optimus återigen några av de lägsta toppsvarstiderna, endast matchade av Hitachi Ultrastar SSD400S.B.

Genom att dyka djupare in i latensstandardavvikelsen, erbjöd SMART Optimus den mest konsekventa latensen under hela vårt 8K 70/30 förkonditioneringstest.

Medan 100 % 4K-arbetsbelastningen tittade på prestanda i endast en 16T/16Q-belastning, visar våra blandade arbetsbelastningar hur prestanda skalas över ett intervall från 2T/2Q till 16T/16Q. Den nya SMART Storage Systems Optimus Enterprise SSD på marknaden erbjöd den högsta klassledande prestanda vi hittills har sett mot någon annan enhet i SATA/SAS MLC-, eMLC- eller SLC-utrymmet.

Genom att byta fokus till genomsnittlig latens, erbjöd Optimus de överlägset bästa svarstiderna, med undantag för de lägre 2T/2Q- och 2T/4Q-belastningarna där Hitachi SSD400S.B och Toshiba eSSD erbjöd bättre off-the-line-prestanda.

Genom att jämföra toppsvarstider över 8K 70/30 arbetsbelastningsspektrum, erbjöd SMART Optimus de lägsta maximala latenstalen, med Hitachi SSD400S.B närmast.

Genom att byta fokus till latensstandardavvikelse tappade SMART Optimus en del av sin fördel till Hitachi SSD400S.B, även om den fortfarande kom på en mycket nära andra plats.

Nästa arbetsbelastning vi tittar på är vår filserverprofil, som täcker ett brett utbud av överföringsstorlekar från 512b till 512K. I det här avsnittet glider Optimus in på andra plats för första gången under SanDisk Lightning LB 406S.

Om man jämför genomsnittlig latens i vår filserver-arbetsbelastning, börjar Optimus att plana ut i prestanda något efter 2 timmar, jämfört med SanDisk Lightning som nådde steady-state cirka 20 minuter in i vår förkonditioneringsprocess.

Medan SanDisk Lightning LB 406S erbjöd den snabbaste genomströmningen och lägsta genomsnittliga latens, kunde Optimus erbjuda något lägre topplatens under hela förkonditioneringsprocessen.

Genom att jämföra latensstandardavvikelsen i vår filserverarbetsbelastning, medan SMART Optimus kunde ha något lägre latenstidstoppar, kom dess konsistens på andra plats efter SanDisk LB 406S (och nära matchad av Ultrastar SSD400S.B) som gav det bästa av gruppen.

Medan vår förkonditioneringsfas tittade på filserverns arbetsbelastning med en statisk belastning på 16T/16Q, varierar huvudsegmentet i detta test mellan 2T/2Q och 16T/16Q för att visa hur varje företags-SSD presterar med en minimal till maximal mättnadsbelastning. SanDisk Lightning LB 406S erbjöd den bästa prestandan i den här kategorin förutom 2T/2Q-lasten, med SMART Optimus SSD släpande i hälarna.

Genom att jämföra genomsnittliga svarstider skilde sig SanDisk LB 406S och SMART Optimus ut ur packningen med mycket låga svarstider, och visade den mest styrka med tyngre belastningsförhållanden.

Att jämföra maximal latens i varierande belastningssegment i vårt filservertest visade SMART Optimus och Hitachi Ultrastar SSD400S.B med de lägsta latenstidstopparna.

Genom att titta närmare på latensen under varaktigheten av varje test i våra standardavvikelsemätningar, hamnade SMART Optimus på tredje plats, efter SanDisk Lightning LB 406S och Hitachi Ultrastar SSD400S.B.

Vår slutliga förkonditioneringsarbetsbelastning tar det traditionellt 100 % läsaktivitetswebbservertestet och vänder det till 100 % skrivning för att förkonditionera varje SSD. I detta segment hade SanDisk Lightning LB 406S hög genomströmning med andra jämförbara enheter, inklusive Optimus som kommer in med mycket lägre prestanda. Det enda orosmoment som bröt upp i det här segmentet var en stor nedgång i prestanda mer än tre timmar in i testet där prestandan sjönk kraftigt innan den återhämtade sig.

Genom att byta till genomsnittlig latens i vårt förkonditioneringstest för 100 % skrivwebbserver kom SMART Optimus på andra plats efter SanDisk Lightning, även om halvvägs i testet visade den en stor latensblip.

Vid jämförelse av maximala svarstider uppförde sig SMART Optimus ganska väl under förkonditioneringsfasen, och mätte under 250 ms under större delen av testet. Den enda massiva spiken den hade mätte dock 54,689 XNUMX ms när den frös i ett skede av vårt test.

Latensstandardavvikelsen var utmärkt, förutom spiken, för Optimus i vårt förkonditioneringstest för webbservern.

Under resten av vårt webbservertest byter vi tillbaka till 100 % läsaktivitet (medan förkonditioneringen var 100 % skriv). I detta test, förutom de lägsta 2T/2Q- och 2T/4Q-belastningarna, erbjöd SMART Optimus SSD den högsta genomströmningen, följt av Toshiba MKx001GRZB.

De genomsnittliga svarstiderna för SMART Optimus var bra i 100 % lässegmentet i vår webbserverprofil, där den dominerade SLC SSD-gruppen.

Medan de maximala svarstiderna i förkonditioneringsstadiet av webbserverprofilen kunde ha varit bättre för SMART Optimus, vände den ett nytt blad i 100%-lässegmentet där den kom på andra plats efter Hitachi SSD400S.B med lägsta latensspik.

Med 100 % läsaktivitet som har mycket låg effekt för de SLC-baserade enheterna vi testade, med undantag för den SATA-baserade Micron RealSSD P300 i högre belastningar över QD32, visade varje enhet i denna grupp exceptionellt konsekvent standardavvikelse. Under testets gång hade Toshiba eSSD en liten fördel gentemot Optimus, även om det inte var så mycket.

Slutsats

SMART Storage Systems Optimus är ganska debuten för ett företag som hittills har gjort sitt namn med SandForce-drivna SSD:er som ibland kan tvättas ut ur ett prestandaperspektiv på en allt mer konkurrensutsatt marknad. För att lyckas måste SSD-leverantörer skilja sig med unik IP eller teknik, vilket är precis vad SMART har gjort här. Även om de inte äger en NAND-fab, har de lyckats skapa sin egen firmware byggd kring en anpassad styrenhet och proprietära metoder för att hantera och adressera NAND som låter dem driva en enorm uthållighet och prestanda med Optimus.

För att vara rättvis mot de intuitiva MLC- och eMLC-baserade jämförbara SSD-enheterna, justerade vi komperna för denna recension till att endast vara SLC. Och med goda skäl avbryter Optimus nästan alla SATA- eller SAS-enheter vi har haft i labbet hittills. Fullständig avslöjande, några av de SLC-enheter som vi jämförde har funnits på marknaden i flera år, men det ändrar inte det faktum att de är det ledande företagserbjudandet från stora namnföretag som blir grova av Optimus. Optimus vevar iväg i våra riktmärken och håller topplaceringarna i våra arbetsbelastningar för 4K, 8K 70/30 och webbserver. Inom områden som 8K 70/30-arbetsbelastningen är prestandan avsevärt högre än konkurrerande SLC-modeller, inklusive bättre medel- och toppfördröjning.

Optimus är dock inte utan sina brister, där vi såg en ganska stor ökning i latens under en av våra förkonditioneringskörningar där enheten pausades i nästan 55 sekunder. Denna aktivitet upprepades inte i något annat test, och den påverkade inte heller den slutliga 100 % avläsningsaktiviteten som följde på förkonditioneringssteget. För ett sådant nytt erbjudande på marknaden som det första att verkligen pressa konsumenternas MLC NAND till prestanda- och uthållighetsnivåer som konkurrerar med SLC-konkurrensen, var det inte en stor överraskning att se ett eller två svep i prestanda. Vi förväntar oss att de flesta av dessa återstående problem kommer att poleras bort i framtida firmwarerevisioner, eller inte ens dyker upp i de flesta installationer som inte stressar hårddiskarna lika hårt som vi gör.

Fördelar

  • Mycket kapabel firmware/mjukvara stack som driver en MLC-enhet bortom SLC-konkurrenter
  • Extremt snabb, ledande företagserbjudanden på toppnivå i nästan alla kategorier
  • Utmärkt design som driver fantastisk termisk prestanda i en kompakt 9.5 mm formfaktor

Nackdelar

  •  Stor latenspaus hittades i vårt webbserverförberedande test

Bottom Line

SMART Storage Systems Optimus erbjuder en uthållighet på 10 fulla körningar per dag under dess femåriga garantilivslängd. Solid uthållighet av en MLC-baserad enhet förvisso, men ännu mer imponerande är den SLC-slagande prestanda som Optimus ger och tar topplaceringar i mer än hälften av våra benchmarks.

Optimus produktsida