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美光 RealSSD P300 评测 (100GB)

by 凯文·奥布莱恩

去年 300 月,美光发布了企业级 RealSSD P300。 P6 是第一款上市的企业级 SSD,配备高速 SATA 44,000Gb/s 接口,可提供高达 16,000 次读取和 360 次写入的稳态 IOPS 以及 275MB/s 读取和 300MB/s 写入的吞吐速度。 P9174 由 Marvell 34 系列处理器、高耐用性美光 XNUMX 纳米 SLC NAND 和专有固件提供支持。 这款企业级 SSD 的生命周期数据写入量以 PB 为单位,专为应对企业可能创建的最艰巨的工作负载而设计。


去年 300 月,美光发布了企业级 RealSSD P300。 P6 是第一款上市的企业级 SSD,配备高速 SATA 44,000Gb/s 接口,可提供高达 16,000 次读取和 360 次写入的稳态 IOPS 以及 275MB/s 读取和 300MB/s 写入的吞吐速度。 P9174 由 Marvell 34 系列处理器、高耐用性美光 XNUMX 纳米 SLC NAND 和专有固件提供支持。 这款企业级 SSD 的生命周期数据写入量以 PB 为单位,专为应对企业可能创建的最艰巨的工作负载而设计。

在企业领域,质量 NAND 是关键——而美光 NAND 提供了这一点。 例如,200GB P300 提供 3.5 PB 的 TBW(写入的总字节数),相当于五年内每天写入 1.9 TB。 NAND还满足 ONFI 2.1规范. 但最重要的是,当 P300 达到稳定状态时,它已准备好提供稳定的性能(包括 IOPS 和吞吐量),而消费级驱动器在压力下崩溃。

美光 RealSSD 提供 50GB (MTFDDAC050SAL-1N1AA)、100GB (MTFDDAC100SAL-1N1AA) 和 200GB (MTFDDAC200SAL-1N1AA) 容量。 过去几周,我们通过我们的测试平台运行了三个 100GB P300,包括 RAID 0、1 和 5,以及在我们的 LSI 9260-8i 和 LSI 9211 SATA 6Gb/s HBA 上运行的单个驱动器。 我们将分解本次审查中的结果,并进一步探讨稳定状态下性能的优势以及这在企业环境中的重要性。

美光 RealSSD P300 规格

  • 格式化容量 – 93.16GB
  • SATA 6Gb/秒接口
  • Marvell 88SS9174-BKK2 处理器
  • 美光 34nm ONFI 2.1 SLC NAND
  • 360MB/s 读取,287MB/s 写入
  • 60,000 次读取,45,000 次写入最大 IOPS
  • 3.5 PB TBW(200GB 容量)
  • 工作功耗:1.9GB 50W,2.2GB 100W,2.5GB 200W
  • 2.5 英寸外形尺寸
  • 5年保修

整容科

RealSSD P300 坚持使用我们从 Micron 看到的久经考验的真正金属外壳,现在已经超过了很多 SSD。 9.5 毫米 2.5 英寸版本的表壳由三部分组成; 顶盖、塑料垫片和底盖。 采用哑光金属漆,设计在任何环境下都能很好地工作; 无论是在服务器外壳内还是塞入最新的笔记本电脑中。

这种外壳设计的一大优点是它可以承担双重任务,并适用于 7 毫米和 9.5 毫米 2.5 英寸外形规格。 移除塑料垫片并安装更小的螺丝后,驱动器可快速转换为更短的 7 毫米驱动器高度,无需任何修改。

驱动器的正面有行业标准的 SATA 电源和数据接口,没有任何暴露的服务引脚。 在此模型上,服务引脚位于内部。

拆卸

拆开 RealSSD 非常简单,因为外壳只用四个十字头螺丝固定在一起。 外壳的侧面贴有“如果移除则保修无效”的标签,如果您尝试打开外壳,可能会损坏该标签。 由于此驱动器内没有用户可维修的部件,请勿打开驱动器并放弃五年保修。

拆下四颗螺丝后,顶盖很容易揭开,露出里面的 SSD 核心。 从顶部开始,您实际上被介绍到 SSD 的底部,它显示了电路板上的 NAND 和 RAM。 另一侧是控制器和大部分组件所在的位置。

100GB 美光 RealSSD P300 的主要组件包括 0 个 12DB279-NW34 美光 128nm SLC NAND 芯片、一个 0MB 12JD9-D3.0LGQ 美光 DDR 片,以及控制一切的多功能 SATA 88 Marvell 9174SS2-BKKXNUMX 处理器。

合成基准

我们总共使用了三个 100GB Micron RealSSD P300,我们能够测量各种 RAID 和单驱动器设置的性能。 通过我们的 LSI MegaRAID 9260-8i,我们将 P300 作为单个驱动器以及 RAID 0、1 和 5 进行了测试。我们还包括了通过 LSI SAS 9211-8i HBA 接口连接的单个驱动器的结果,以显示未缓存的结果.

我们看到的第一个结果涵盖了使用 IOMeter 的大型顺序传输。

在图表顶部,读取速度超过 830MB/s 的是 RAID300 中的三个 P5,写入速度为 670MB/s。 P300 本身通过我们的 LSI SATA 420Gb/s HBA 管理着非常可观的 336MB/s 读取和 6MB/s 写入。

查看下一次测试中的随机传输速度,RAID5 阵列仍然保持领先,RAID 卡上的单个 P300 与通过未缓存的 HBA 之间的差异有所增加。

RAID5 阵列加快了速度,从顺序测试中的 830MB/s 增加到随机测​​试中的 848MB/s。 P300 本身在 9260-8i 上略微下降至 418MB/s 读取和 372MB/s 写入,而通过 HBA 则下降至 396MB/s 读取和 289MB/s 写入。

我们的下一个测试涵盖持续随机 4K 传输,使用 IOMeter 测量队列深度为 5 的 1GB LBA 部分的性能。请注意,持续和稳态速度有很大不同,并且更接近您在单机中看到的速度用户环境。 我们的稳态测试在 部分。

在此测试中,P300 到 9211 以 5000 IOPS 随机读取和 11,400 IOPS 随机写入保持领先。 MegaRAID 300 上的 P0 单 RAID9260 测得 4500 IOPS 读取和 15,800 IOPS 写入。

凭借其强大的随机 4K 写入速度,看到通过 LSI MegaRAID 300 连接的 RealSSD P9260 在我们的写入延迟图表的顶部也就不足为奇了。

单个 P300 到 9260 的平均响应时间为 0.06 毫秒,峰值延迟为 22.25 毫秒。 相比之下,通过未缓存的 0.09 HBA 的时间为 440 毫秒和 9211 毫秒。

鉴于 100GB Micron RealSSD P300 的企业性质,IOMeter 服务器配置文件测试非常适合本次审查。 P300 在超过 128 的队列深度负载时表现出强劲的性能。单个 P300 上的 Web 服务器配置文件是唯一一个在 16 个未完成的 I/O 之后出现稳定的配置文件。

稳态基准

我们被无数次问到的一个问题是,当今市场上消费者和企业驱动器的真正区别是什么(除了价格)。 在某些方面,您可以查看您所购买的驱动器内使用的 NAND 闪存,这将表明该驱动器在 24/7 写入的持续滥用下可以使用多长时间。 您可能会立即注意到的另一个区别是,与消费产品相比,企业驱动器上的可用空间更少。

与消费者驱动器相比,企业级 SSD 专为完全不同的使用场景而设计。 虽然普通笔记本用户可能会看到驱动器一天中有无数个小时处于闲置状态,但对于企业驱动器来说,从驱动器安装到磨损期间不断收到大量传入数据的情况并不少见。 普通家庭用户可能会在一年内写入数 TB 的数据,而企业可能会在一天内写入。 为了应对这些不同的负载,企业级硬盘可以配备更高等级的 NAND 闪存或预留空间超额配置,让硬盘在恒定负载下保持快速写入速度。 SLC NAND(与 MLC NAND 相比)在其预期生命周期内可以处理更大的写入负载。 查看 P300 和 C300 的规格表,P300 列出的 TBW(写入的总字节数)数字为 3.5PB(3,500TB),而 C300 仅列出 72TB。

虽然下一个测试可能看起来有点不公平,将 128GB Crucial C300 与 100GB 美光 P300 进行对比,但它最能说明消费者和企业 SSD 之间的差异。 在介绍中,我们提到了 P300 引用的稳态数据,即 44,000 IOPS 读取和 16,000 IOPS 写入,对比最大 IOPS 60,000 读取和 45,000 写入。 稳态是 SSD 在无限期持续的恒定写入负载下的性能指标,与最大/突发或持续速度相比,后者可能只持续几分钟,然后就会直线下降。 这就是过度配置发挥作用的地方,允许驱动器处理后台垃圾收集任务,即使驱动器上的所有可用空间都已满。 我们比较的两种 SSD 都具有相同的 128GB 容量,但 P300 只为最终用户提供了 93.16GB,而 C300 有 119.24GB 可用。

下图(来自 SNW 2011 年春季 SSD 动手实验室) 展示了在恒定的随机写入负载下,企业级 SSD 如何能够保持比消费级 SSD 高得多的写入速度。 在此测试中,美光将 50GB P300 与 64GB C300 进行对比。

我们决定使用稍大的 100/128GB 驱动器复制相同的设置。 正如您在下面看到的,某些驱动器不应该在企业环境中使用。

在使用 IOMeter 持续随机写入 4K 数小时后,两个驱动器的写入性能都出现了显着下降,但最大的区别在于每个驱动器的下降幅度。 美光 RealSSD P300 从 52.7k IOPS 下降到 21.6k,或大约 60%。 C300 虽然从 32k 下降到 2.1k,下降幅度更大 94.5%。 C300 上的延迟差异也发生了巨大变化,在 2 队列深度负载下从 15.4 毫秒一直上升到 64 毫秒。 不用说,在该设置中连接 C300 的任何服务器的性能都会因此出现大的滞后峰值。

真实世界的基准

目前,我们的真实世界跟踪更适合单用户消费者情况而不是多用户企业设置,尽管我们计划很快推出我们的第一个服务器跟踪。 在那之前,我们仍然希望包括企业级 Micron RealSSD P300 的性能统计数据,以便与我们审查过的市场上的其他驱动器进行比较。 作为我们测试过的唯一基于 SLC 的 SSD(除了 PCIe 接口 LSI WarpDrive),我们决定让图表仍然限于 P300 的不同 RAID 配置。

第一个真实测试是我们的 HTPC 场景。 在此测试中,我们包括:在 Media Player Classic 中播放一部 720P HD 电影,在 VLC 中播放一部 480P SD 电影,通过 iTunes 同时下载三部电影,以及通过 Windows Media Center 在 1080 分钟内录制一个 15i HDTV 流。 具有较低延迟时间的较高 IOps 和 MB/s 速率是首选。 在此跟踪中,我们记录了写入驱动器的 2,986MB 和读取的 1,924MB。

两个驱动器的 RAID0 阵列和三个驱动器的 RAID5 阵列在 HTPC 跟踪中表现非常好。 RAID0 配置以平均 544MB/s 的速度保持领先,而 RAID5 的测量速度为 539MB/s。 单驱动器和 RAID1 设置的平均速度几乎持平,在 339 到 340MB/s 之间。

我们的第二个真实测试涵盖了生产力场景中的磁盘活动。 出于所有意图和目的,此测试显示了大多数用户在正常日常活动下的驱动器性能。 此测试包括:在办公生产力环境中运行 32 小时,运行 Outlook 2007 的 8 位 Vista 连接到 Exchange 服务器,使用 Chrome 和 IE2007 浏览网页,在 Office 4,830 中编辑文件,在 Adob​​e Reader 中查看 PDF,以及一小时通过 Pandora 播放两小时的本地音乐和额外的在线音乐。 在此跟踪中,我们记录了写入驱动器的 2,758MB 和读取的 XNUMXMB。

在我们的生产力跟踪中,RAID5 和 RAID0 配置的速度再次保持非常接近; 两者都大约为 538MB/s。 RAID1 阵列略高于单个 P300,平均速度分别为 398MB/s 和 389MB/s。

我们的第三个真实测试涵盖了游戏环境中的磁盘活动。 与 HTPC 或 Productivity trace 不同,这个在很大程度上依赖于驱动器的读取性能。 简单细分读/写百分比,HTPC 测试为 64% 写入,36% 读取,Productivity 测试为 59% 写入和 41% 读取,而游戏轨迹为 6% 写入和 94% 读取。 测试由预配置了 Steam 的 Windows 7 Ultimate 64 位系统组成,其中已经下载并安装了 Grand Theft Auto 4、Left 4 Dead 2 和 Mass Effect 2。 跟踪记录了每个游戏从一开始加载的大量读取活动,以及游戏进程中的纹理。 在此跟踪中,我们记录了写入驱动器的 426MB 和读取的 7,235MB。

鉴于我们的游戏跟踪中对读取速度的强烈偏见,RAID5 阵列毫无问题地保持领先地位。 它测得的平均速度为 742MB/s,而 RAID650 阵列的平均速度为 0MB/s。 RAID1 配置也能够领先于单个 P300,速度为 479MB/s,而 454MB/s。

能量消耗

美光针对 P300 驱动器销售的每种容量提供了估计的运行功率率。范围从 1.9GB 的 50W 到 2.5GB 的 200W,P300 的功耗相当适中。 在我们的功耗测试中,我们查看驱动器在顺序 2MB 写入、顺序 2MB 读取、随机 4K 读取和空闲时如何处理自身。

在 100GB RealSSD P300 上,我们在恒定的 2.02MB 写入模式下测得的峰值运行功率为 2 瓦。 顺序读取使用率降至 1.34 瓦,随机读取功率率进一步降至 0.77 瓦。 空闲功率率保持在 0.55 瓦的相当低的水平,只有少数消费类 SSD 能够匹配或击败它。

保修政策

Micron 为 RealSSD P300 提供五年制造商保修,而他们的消费者型号则为三年。 该驱动器被列为在其 3.5GB 型号的使用寿命期间处理高达 200PB(PB)的写入量,相当于每天约 1.9TB。 这些数字远远大于您在任何使用 MLC NAND 的消费类产品中发现的数字。

结语

如果您正在市场上购买企业级 SSD,那么 Micron RealSSD P300 会给您带来很多好处。 它提供 50-200GB 的 34nm Micron SLC NAND,这是经过验证的 Marvell SATA 6Gb/s 处理器,并提供强大的五年保修。 提供高达 3.5PB 的生命周期数据写入,它让 MLC 同类产品在持续写入环境中相形见绌。

P300 还通过稳定状态的写入速度来支持其性能,这可能会因不同制造商处理固件和 SSD 过度配置的方式而有很大差异。 正如我们在这篇评论中所展示的那样,一旦将稳态性能考虑在内,消费者驱动器和企业驱动器之间的行为就会存在巨大差异,这是大多数企业驱动器花费大部分时间的地方。 在我们的 4K 随机写入稳态测试中,C300 在连续写入几个小时后勉强坚持下来,而 P300 接受了惩罚并满足地要求更多。

优点

  • 稳定的稳态性能
  • 内部美光 SLC NAND 和固件
  • 比宣传的功耗更好

缺点

  • SLC NAND 带有溢价标签

底线

Micron RealSSD P300 为具有持续写入活动的企业用户提供高性能和可靠的选择。 这里的关键是稳态性能——驱动器烧毁其易爆高端后的性能。 在这种情况下,P300 继续前进,轻松主宰基于 MLC 的 SSD。 虽然基于 SLC 的 P300 价格高昂,但在重型用例中,P300 是一个可靠的选择。

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