Toshiba PX04P NVMe SSD Review (2.5")

Toshiba PX04P är en serie NVMe SSD-enheter (Non-Volatile Memory Express Solid State Drives) designade specifikt för servrar och lagringsenheter som behöver skalbar prestanda med lägsta möjliga latens. PX04P-serien erbjuds i både 2.5” och halvhöjd halvlängd tilläggskort (HHHL) formfaktorer. Båda formfaktorerna erbjuds i kapaciteter som sträcker sig från 800 GB till 3.2 TB och finns i flera varianter för att möta behov av skrivuthållighet.

De flesta datacenter behöver vissa typer av enheter för vissa applikationer. Vissa applikationer behöver mer läsintensiva enheter som vanligtvis har högre kapacitet med lägre DWPD och andra behöver skrivintensiva enheter med högre uthållighet. PX04P kommer i tre olika SKU:er för varje kapacitet. Dessa SKU:er erbjuder varierande uthållighet: 1DWPD, 3DWPD och 10DWPD (Toshiba har också testat enheten upp till 25DWPD men erbjuder för närvarande inte SKU:n på grund av begränsad efterfrågan). Kunderna kan välja den kapacitet och uthållighetsbehov de behöver för sina applikationer. Om de har mer läsintensiva och högre kapacitetsbehov, skulle de välja 1DWPD. Om de å andra sidan har mer skrivintensiva behov skulle de välja 10DWPD och välja detta på bekostnad av kapacitet.

Alla PX04P-serien kommer med 5 års garanti, oavsett vilken uthållighet som valts. För vår recension kommer vi att titta på modellen PX04PMB320 eller 3.2 TB.

Specifikationer för Toshiba PX04P Series PCIe NVMe SSD:

Formfaktor: 2.5” (SFF-8639), HHHL
Modell #: PX04PMB320 | PX04PMB160 | PX04PMB080
Kapacitet: 3.2TB | 1.6 TB | 800 GB
NAND-typ: MLC
Gränssnitt
- Typ: PCI Express 3.0
- Hastighet: 32 GT/s (Gen3 x4)
Prestation
- Uthållig 128KiB sekventiell läsning: 3,100 XNUMX MiB/s
- Uthållig 128KiB sekventiell skrivning: 2,350 XNUMX MiB/s
- Hållbar 4KiB slumpmässig läsning: 660,000 XNUMX IOPS
- Sustained 4KiB Random Write: 185,000 XNUMX IOPS
Pålitlighet
- MTTF: 2,000,000 XNUMX XNUMX timmar
- Garanti: 5-årig
- DWPD: 10
Effekt
- Matningsspänning: 3.3V ±10 % (standby), 12V ±10 %
- Strömförbrukning (färdig): 6W Typ.
Mått (HxBxL): 15 x 69.85 x 100.45 mm
Vikt: max 150g
Miljö
- Temperatur (drift): 0 till 40 °C
- Relativ luftfuktighet (drift): 5 till 95 % relativ luftfuktighet
- Vibration (drift): 21.27 m/s^2 {2.17 grms} (5 till 800 Hz)
- Stöt (drift): 9,800 2 m/s^1,000 {0.5 XNUMX G} (XNUMX ms varaktighet)

Design och bygga

PX04P-serien ser nästan identisk ut med PX04S-serien. Diskarna har en 2.5 tum 15 mm z-höjd formfaktor. Den övergripande enheten är mestadels silver med en svart kylfläns som tar upp ungefär en fjärdedel av enheten nära gränssnittet. Det finns ett klistermärke på toppen som anger enhetstyp, modellnummer och kapacitet.

Vänd på enheten visar den nedre metallplattan med fördjupningar nära platser med motsvarande termiska kuddar som vidrör kretskortet för att avleda värme.

Testbakgrund och jämförelser

Ocuco-landskapet StorageReview Enterprise Test Lab ger en flexibel arkitektur för att utföra riktmärken för företagslagringsenheter i en miljö som är jämförbar med vad administratörer möter i verkliga implementeringar. Enterprise Test Lab innehåller en mängd olika servrar, nätverk, strömkonditionering och annan nätverksinfrastruktur som gör att vår personal kan etablera verkliga förhållanden för att noggrant mäta prestanda under våra granskningar.

Vi införlivar dessa detaljer om labbmiljön och protokollen i granskningar så att IT-proffs och de som ansvarar för lagringsanskaffning kan förstå under vilka förutsättningar vi har uppnått följande resultat. Ingen av våra recensioner betalas för eller övervakas av tillverkaren av utrustning vi testar. Ytterligare information om StorageReview Enterprise Test Lab och en översikt över dess nätverkskapacitet finns på respektive sida.

Jämförbara enheter för denna recension:

Analys av applikationens arbetsbelastning

För att förstå prestandaegenskaperna hos företagslagringsenheter är det viktigt att modellera infrastrukturen och applikationsarbetsbelastningarna som finns i levande produktionsmiljöer. Våra första riktmärken för Toshiba PX04P 2.5” är därför MySQL OLTP-prestanda via SysBench och Microsoft SQL Server OLTP-prestanda med en simulerad TCP-C-arbetsbelastning. För våra applikationsarbetsbelastningar kommer varje enhet att köra 2-4 identiskt konfigurerade virtuella datorer.

StorageReview's Microsoft SQL Server OLTP-testprotokoll använder det aktuella utkastet till Transaction Processing Performance Council's Benchmark C (TPC-C), ett riktmärke för onlinetransaktionsbearbetning som simulerar de aktiviteter som finns i komplexa applikationsmiljöer. TPC-C-riktmärket kommer närmare än syntetiska prestandariktmärken att mäta prestandastyrkorna och flaskhalsarna hos lagringsinfrastruktur i databasmiljöer. Varje instans av vår SQL Server VM för denna granskning använder en 333 GB (1,500 15,000 skala) SQL Server-databas och mäter transaktionsprestanda och latens under en belastning på XNUMX XNUMX virtuella användare.

När man tittar på SQL Server Output presterade alla testade enheter mycket nära varandra. Men Toshiba-enheten kom ut i botten av förpackningen. De individuella virtuella datorerna sprang från 3,145.95 3,154.22 TPS till 12,596.01 100 TPS med en sammanlagd poäng på 35 XNUMX TPS. Den topppresterande enheten, HGST SNXNUMX, var bara cirka XNUMX TPS högre.

Genomsnittliga latensresultat under 15 12 användares SQL Server-benchmark visade en mer dramatisk skillnad i diskarnas prestanda. Toshiba-enheten hade mycket högre latens med sina individuella virtuella datorer, från 25 ms till 20 ms, vilket gav den högsta genomsnittliga poängen på XNUMX ms, mer än dubbelt så många andra enheter.

Nästa applikationsbenchmark består av en Percona MySQL OLTP-databas mätt via SysBench. Detta test mäter genomsnittlig TPS (Transactions Per Second), genomsnittlig latens, såväl som genomsnittlig 99:e percentil latens. Percona och MariaDB använder Fusion-io flash-medvetna applikations-API:er i de senaste utgåvorna av sina databaser; Men för denna jämförelse testar vi varje enhet i deras "legacy" blocklagringslägen.

I riktmärket för genomsnittliga transaktioner per sekund kunde Toshiba gå före resten av gruppen med den övergripande starkaste prestandan med stor marginal. De individuella virtuella datorerna sprang från 1,671.9 1,748.24 TPS till 6,777.71 XNUMX TPS, med en sammanlagd poäng på XNUMX XNUMX TPS.

Genomsnittlig latens gav ännu en stark prestation av Toshiba. Enskilda virtuella datorer hade latens mellan 18.3 ms till 19.14 ms, med en genomsnittlig poäng på 18.89 ms, gängets bästa poäng.

När det gäller vårt värsta fall av MySQL-latensscenario (99:e percentilens latens) överträffade Toshiba återigen resten av paketet med individuella virtuella datorer som sträckte sig i latens från 35.97 ms till 36.64 ms och en genomsnittlig poäng på 36.46 ms.

Syntetisk arbetsbelastningsanalys för företag

Flash-prestanda varierar när enheten anpassas till sin arbetsbelastning, vilket innebär att flashlagring måste förbehandlas innan varje fio syntetiska riktmärken för att säkerställa att riktmärkena är korrekta. Var och en av de jämförbara enheterna är förkonditionerade till stationärt tillstånd med en tung belastning på 16 trådar och en enastående kö på 16 per tråd.

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)

När förkonditioneringen är klar testas varje enhet sedan i intervaller över flera tråd-/ködjupsprofiler för att visa prestanda vid lätt och tung användning. Vår syntetiska arbetsbelastningsanalys för Toshiba PX04P använder två profiler, som ofta används i tillverkarens specifikationer och riktmärken. Det är viktigt att ta hänsyn till att syntetiska arbetsbelastningar aldrig till 100 % kommer att representera aktiviteten som ses i produktionsbelastningar, och på vissa sätt på ett felaktigt sätt skildrar ett driv i scenarier som inte skulle inträffa i den verkliga världen.

4k
- 100% Läs och 100% Skriv
8k
- 70% Läs/30% Skriv

I vårt genomströmnings-4k-skrivförkonditioneringstest visar Toshiba återigen stark prestanda som börjar nära toppen och slutar över resten av paketet och kommer till ett stabilt tillstånd runt 195K IOPS.

Förkonditionering av genomsnittlig latens visar liknande placering. Återigen överträffade Toshiba de andra enheterna med start under 1 ms och kom till ett stabilt tillstånd runt 1.3 ms.

Med maximal latens gav Toshiba-disken både den bästa prestandan, med en avslutning på cirka 16 ms, och den mest konsekventa prestandan.

Om man tittar på standardavvikelsen var Toshiba-enheten något mindre konsekvent och slutade tvåa efter Intel-enheten. Toshiba slutade runt 1.4 ms.

När enheterna är förkonditionerade byter vi över till våra primära 4k syntetiska riktmärken. Med genomströmning hade Toshiba den starkaste skrivprestandan på 198,842 382,932 IOPS; dess läsprestanda släpade dock de andra enheterna vid XNUMX XNUMX IOPS.

Genomsnittlig latens visar liknande placering för Toshiba. Återigen var det bäst presterande i skrivlatens med 1.284 ms, men i botten av paketet när det gäller läslatens går det med 0.667 ms.

Med maximal latens tog Toshiba återigen topplatsen med en läslatens på 1.524 ms och en skrivfördröjning på 17.869 ms. I båda fallen slog Toshiba enkelt ut alla andra enheter.

Standardavvikelse visade att Toshiba hade den bästa läslatensen med en tid på 0.04ms och den näst bästa skrivfördröjningen på 1.795ms.

Vår nästa arbetsbelastning använder 8k överföringar med ett förhållande på 70 % läsoperationer och 30 % skrivoperationer. Återigen kommer vi att börja med förkonditioneringsresultaten innan vi byter till huvudtesterna. När det gäller genomströmning startade Toshiba testet på den lägre delen men drog sig till toppen med ett stabilt tillstånd runt 190K IOPS i slutet.

Samma placering kan ses med genomsnittlig latens. Körningen startade nära den övre delen (även om den fortfarande är ungefär 1 ms) och slutade på topplaceringen omkring 1.35 ms.

Med max latens var det ingen fråga. Toshiba var den bästa enheten i detta riktmärke från början till slut, och avslutade i ett stabilt tillstånd runt 14.5 ms.

Standardavvikelse visade Toshiba i ledningen hela tiden, men den var tätt eftersläpad av Intel-enheten. Toshiba slutade i ett stabilt tillstånd runt 1.1 ms.

Efter att vi fullständigt förkonditionerat enheterna, satte vi dem genom vårt huvudsakliga 8k 70/30-test. I genomströmning sprang Toshiba på tredje plats under större delen av testet innan han tog sig vidare till tvåan i slutet med 169,252 XNUMX IOPS.

Genomsnittlig latens visade en starkare prestanda för Toshiba med den körde antingen i topplacering eller tvåa hela tiden för att sluta först med 1.37 ms.

Max latens visade att Toshiba återigen har en stark prestanda från början till slut. Även om den spetsade upp mot slutet tappade den aldrig topplatsen och slutade på 16.39 ms.

Standardavvikelsen visade oss att Toshiba hade en stark prestanda från början till slut, med Intel som återigen körde hals och nacke med sig. Toshiba slutade på första plats med 1.07 ms.

Slutsats

PX04P-serien är Toshibas första NVMe SSD. Enheten kommer i två formfaktorer: antingen en 2.5” eller en HHHL och med kapacitet från 800GB till 3.2TB. Eftersom den är en NVMe-enhet kommer den att leverera bättre prestanda och lägre latens än SAS SSD:er. Toshiba erbjuder också flera SKU:er för enheten för att ge den bättre uthållighet för applikationer som är mer skrivintensiva. Drivningen skriver per dag kan sänkas till så få som 1 för att också öka frekvensomriktarnas kapacitet.

När vi tittar på prestanda, i vår analys av applikationsarbetsbelastningen var Toshiba PX04P lite blandad i applikationstester. Den hade den lägsta prestandan i vårt SQL-riktmärke (sammanlagd TPS på 12,596.01 20 och en genomsnittlig poäng på 6,777.71 ms för latens). Den hade dock de bästa poängen i Sysbench (18.89 36.46 TPS, 4 ms genomsnittlig latens och värsta fall MySQL-latens på 198,842 ms). När vi bytte över till våra syntetiska riktmärken såg vi Toshiba prestera mycket bättre och mer konsekvent. I våra 1.284k-tester gav Toshiba oss 1.524 17.869 IOPS-skrivgenomströmning, 8 ms genomsnittlig skrivfördröjning och topplaceringen i max latens med 70 ms läsning och 30 ms skrivning. I våra 169,252k 14.5/XNUMX skrivtester gav Toshiba ytterligare en stark prestanda med en genomströmning på XNUMX XNUMX IOPS (andra totalt) och den bästa max latens med XNUMX ms.

I allmänhet är detta en mycket kompetent första NVMe-insats från Toshiba. De syntetiska resultaten var mycket bra, särskilt i latenskategorierna. Appliceringstesterna var dock tvådelade; disken gick bra i Sysbench men kämpade en del med SQL Server. Toshiba fortsätter dock att arbeta med sin firmware, så förvänta dig att de försöker lösa problemet direkt.

Fördelar