OCZ Z-Drive R4 Enterprise PCIe SSD 评测

当我们第一次审查在去年的 OCZ Z-Drive R4 中，PCIe SSD 以其一流的性能数据以及令人难以置信的 IOPS/$ 性能让我们惊叹不已。事实上，它是如此之快，以至于我们重新开发了我们的测试平台，以更好地适应新兴的 PCIe SSD 空间，专门为企业存储解决方案提供测试平台。在这次重新审查中，我们在我们的企业测试环境更好地模拟企业用户对 R4 的期望。

回顾一下，OCZ Z-Drive R4 可能是市场上最灵活的 PCIe SSD 存储解决方案，因为它有多个迭代版本。全尺寸卡的容量高达 3.2TB；还有一个半尺寸选项，最高可达 1.2TB。这两款卡都利用 SandForce SF-2200 控制器（全卡上有八个控制器，半卡上有四个控制器），以及 OCZ 的 SuperScale 存储加速器，可最大限度地减少 CPU 开销和功耗。其他亮点包括无需额外电源，Z-Drive R4 可启动，无需系统驱动器。企业买家还可以升级到 RM 系列，该系列提供 SandForce SF-2500 控制器以及断电时将数据刷新到 NAND 的电源保护。这篇评论是针对 1.6TB 全高 CM88 Z-Drive R4 的。

Z-Drive R4 的一大亮点，或许也是关键价值点在于这款 PCIe SSD 中使用的 NAND。 OCZ 在 Z-Drive R4 中使用消费类 MLC NAND，这使其成为市场上成本最低的企业级 PCIe 解决方案。但这并不意味着它会放弃任何性能，全高卡可提供高达 2,800 MB/s 的读取速度、2,800 MB/s 的写入速度以及 4 的 410,000k 随机写入 IOPS 和 8 的 275,000k IOPS。这些驱动器还提供充足的耐用性，从 7.5GB 半高卡的 300PB 到 80TB 全高卡的 3.2PB。

CM88（全高）规格：

容量
- 800GB – ZD4CM88-FH-800G
  - 耐力 – 20PB
- 1.6TB – ZD4CM88-FH-1.6T
  - 耐力 – 40PB
  - 1490GB可用
- 3.2TB – ZD4CM88-FH-3.2T
  - 耐力 – 80PB
性能
- 最大读取速度高达 2,800 MB/s
- 最大写入速度高达 2,800 MB/s
- 随机写入操作 (4kB) 410,000 IOPS
- 随机写入操作 (8kB) 275,000 IOPS
PCI Express Gen. 2 x8
PCIe 全高，3/4 长度兼容
OCZ SuperScale 存储控制器
NAND 控制器：8 个 SandForce SF-2200 SSD 处理器
尺寸（长x宽x高）：242 x 98.4 x 17.14毫米
重量：283g
功耗：23W 空闲，26W 活动

CM84（半高）规格

容量
- 300GB – ZD4CM84-HH-300G
  - 耐力 – 7.5PB
- 600GB – ZD4CM84-HH-600G
  - 耐力 – 15PB
- 1.2TB – ZD4CM84-HH-1.2T
  - 耐力 – 30PB
性能
- 最大读取速度高达 2,000 MB/s
- 最大写入速度高达 2,000 MB/s
- 随机写入操作 (4kB) 250,000 IOPS
- 随机写入操作 (8kB) 160,000 IOPS
PCI Express Gen. 2 x8
符合 PCIe 半高半长标准
OCZ SuperScale 存储控制器
NAND 控制器：4 个 SandForce SF-2200 SSD 处理器
尺寸（长x宽x高）：168.55 x 68.91 x 17.14毫米
重量：131g
功耗：14.5W 空闲，16W 活动

其他规格

同步消费类 MLC NAND 闪存
OCZ VCA 2.0 架构
TRIM/SCSI 取消映射（需要操作系统支持）
使用 DataWrite 保证技术的电源故障保护
加密：128 位和 256 位 AES 兼容
纠错码恢复
具有企业属性的 SMART 支持
MTBF：2,000,000小时
3年保修
兼容 Windows 7、Windows Server 2008、Linux Red Hat Enterprise 6.1
工作温度：0°C ~ 70°C
储存温度：-45°C ~ 85°C

合成基准

OCZ Z-Drive R4采用Intel的25nm标准MLC NAND，八个SandForce SF-2282控制器和一个PCIe 8x接口；我们的审查单位是 1.6TB。用于本次审查的比较对象包括以下最近测试的企业 PCIe SSD： LSI WarpDrive SLP-300 （300GB，六个 SandForce SF-1564 控制器，美光 34nm SLC NAND，PCIe 8x）和 Fusion-io ioDrive 双核（640GB，两个 Xilinx Virtex 5 控制器，三星 3xnm MLC NAND，PCIe 8x）。所有企业 SSD 都在我们的企业测试平台上进行基准测试联想ThinkServer RD240. 所有 IOMeter 数字都表示为 MB/s 速度的二进制数字。

鉴于 OCZ Z-Drive R4 等 PCIe SSD 的更高性能，我们略微修改了我们的标准测试方法，而不是我们如何对单个企业 SATA/SAS SSD 进行压力测试。为了使卡完全饱和，我们必须通过 IOMeter 中的多个管理器和工作器来增加 I/O 负载，否则我们将看不到该驱动器的全部潜力。我们的方法允许我们在未格式化的设置中仍然使用驱动器，两个管理器和两个工作人员与相同的 5GB LBA 段接口。

我们将本次审查的综合 IOMeter 测试部分分为两部分。第一个是我们的标准低队列深度测试，在给定管理器/工作线程数的情况下，在单个驱动器上以 QD=1 级别执行，在 QD=4 级别上在 PCI-e SSD 上执行。初始测试更符合单用户环境，而后半部分更高的队列深度范围更像是卡在 I/O 请求堆积的服务器中看到的情况。

为了查看它在直线性能方面的表现如何，我们使用 IOMeter 进行了 4K 对齐的顺序 2MB 传输测试，有效队列深度率为 4。OCZ 列出了 2,800MB/s 读取和 2,800MB/s 的峰值顺序传输速度为全高 Z-Drive R4 写作。

在直线测量中，1.6TB Z-Drive R4 的读取速度为 2.863MB/s，写入速度为 2,557.2MB/s。

我们的下一个测试着眼于随机大块传输，但仍保持 2MB 传输大小。

切换到随机大块传输后，性能并没有下降太多，读取速度降至 2,822MB/s，写入速度稳定在 2,493MB/s。

接下来，我们查看我们在实验室测试过的所有 PCI-e SSD 的低队列深度 4K 随机读/写以及峰值队列深度数据。

在低队列深度下，OCZ Z-Drive R4 在 4K 读取速度上落后于 LSI WarpDrive，但在写入速度上超过它。稍后在我们开始查看更高队列深度的扩展性能的审查中，很明显这些多控制器驱动器需要多线程环境来伸展它们的腿。

有了额外的控制器，OCZ Z-Drive R4 的 QD=4 性能表现出比 LSI WarpDrive 更强的 4K 写入性能，相当于更快的 4K 平均延迟时间。峰值延迟的差异可能归因于 NAND 和控制器的差异，尤其是 Z-Drive R4 具有八个 SandForce SF-2200 处理器同步在一起，而 ioDrive Duo 上只有两个控制器或 LSI WarpDrive 上有六个。在我们的测试中，最大延迟达到 35.38 毫秒。

我们综合基准的下半部分是斜坡测试，涵盖从早期队列深度级别到最大值 64 (QD=256) 或 128 (QD=512) 的性能。本节还包括我们的服务器配置文件测试，这些测试从一开始就旨在展示企业产品在要求苛刻的混合服务器负载下的性能。

我们的第一个斜坡测试着眼于随机 4K 读取性能，因为它从有效队列深度 4 扩展到 256。

从 Z-Drive R4 开始，它略微落后于 LSI WarpDrive，直到队列深度为 8（有效 32），然后跃升至 314,000 IOPS 的峰值。

查看具有随机 4K 写入活动的相同测试，我们再次测量有效队列深度为 4 到 256 的性能。

OCZ Z-Drive R4 通过 QD2（有效 8）保持对 WarpDrive 的小领先优势，然后迅速达到 355,000 IOPS 的峰值。

我们的最后一组标准综合基准测试使用我们在 IOMeter 中的服务器配置文件来查看扩展性能。这些测试测量从低队列深度到最大值 128 (QD=512) 的性能。本节旨在展示企业产品在不同要求苛刻的混合工作负载下的性能表现。 OCZ Z-Drive R4 利用八个 SF-2000 控制器轻松控制了这一领域，而 LSI WarpDrive 则使用六个 SF-1500 控制器。

企业综合基准

写入驱动器的时间越长，闪存性能就会发生变化，并且速度会逐渐降低，直到驱动器达到其稳态速度。在企业环境中，如果驱动器在使用一小时后不会再次达到该速度，则初始突发几乎无关紧要。这就是稳态基准测试的用武之地，显示驱动器在 24/7 负载下的性能。出于这个原因，以下所有基准测试都是在稳态模式下进行预处理和记录的。

我们使用我们的 StorageReview 企业测试环境来对 OCZ Z-Drive R4 进行基准测试；准确地表示其在企业环境中的能力。企业测试平台基于联想ThinkServer RD240，配备双英特尔至强X5650处理器，运行Windows Server 2008 R2。所有 IOMeter 数字都表示为 MB/s 速度的二进制数字。

我们的第一个测试着眼于具有大块传输的顺序写入环境中的速度。此特定测试使用 IOMeter 的 2MB 传输大小，4k 扇区对齐并测量队列深度为 4 的性能。

对于不可压缩的数据，1.6TB Z-Drive R4 以 2,200MB/s 读取和 1,443MB/s 写入的稳态大块顺序传输速度稳定下来。

转向随机访问配置文件，但仍保持 2MB 的大块传输大小，我们开始看到性能在多用户环境中的变化。该测试保持我们在之前的顺序传输基准测试中使用的相同队列深度级别 4。

保持大块传输但从顺序访问切换到随机访问，OCZ Z-Drive R4 保持了 2,223MB/s 的读取速度和 426MB/s 的写入速度

我们的下一个测试着眼于静态队列深度为 4 时的 32K 随机写入性能，一旦驱动器达到稳态，就会记录结果并取平均值。虽然 IOPS 性能是衡量稳态性能的一个很好的指标，但另一个重要的关注领域是平均和峰值延迟。更高的峰值延迟数字可能意味着某些请求可以在大量连续访问下备份。

在此测试中，我们包括 QD4 的单经理、单工人随机 32K 性能，以及 1 经理 4 工人结果。单个工作人员速度测得 48,129 IOPS 和 188MB/s，而四个工作人员速度测得 59,904 IOPS 和 234MB/s。

我们企业综合基准测试的最后一部分涵盖了我们服务器配置文件测试中的稳态性能。他们对读取活动有强烈的偏好，从 67% 读取我们的数据库配置文件到 100% 读取我们的 Web 服务器配置文件。由于 Z-Drive R4 使用 SandForce 处理器可以压缩数据以获得更快的速度，因此我们测量了 0% 和 90% 压缩率的稳态性能。这显示了现实世界条件的两个极端，其中给定环境中的某些数据可以重复和压缩。由于 OCZ Z-Drive R4 在我们的突发测试中在增加的队列深度负载下显示出更高的性能水平，因此我们在稳态测试中包括单经理/单工人和单经理/四工人基准。

我们的第一个服务器配置文件涵盖了数据库条件，其中 67% 的读取和 33% 的写入工作负载组合主要集中在 8K 传输大小上。

在较低强度的负载下，OCZ Z-Drive R4 在我们的数据库配置文件中的性能与 LSI WarpDrive 大致相当。正如我们在突发测量中发现的那样，为了展示其全部潜力，我们将负载增加了四倍，Z-Drive R4 表现出了更强的性能。在其峰值时，R4 在不可压缩数据下测得 63,470 IOPS，在 158,902% 可压缩数据下测得 90 IOPS。

下一个配置文件查看一个文件服务器，80% 的读取和 20% 的写入工作负载分布在从 512 字节到 64KB 的多种传输大小上。

在我们的文件服务器配置文件中，只有一个工作人员，OCZ Z-Drive R4 在不可压缩数据下测得 45,211 IOPS，在 69,826% 可压缩数据下测得 90 IOPS。将负载增加到四名工作人员，速度大幅提升至 82,589 IOPS（可压缩数据）和 120,788 IOPS（可压缩数据为 90%）。

我们的 Web 服务器配置文件是只读的，传输大小从 512 字节到 512KB 不等。

在我们使用只读传输的 Web 服务器场景中，我们测得的速度最高约为 50-51,000 IOPS，单个工作负载来自可压缩和不可压缩数据类型。将负载增加到四名工作人员，传输速度保持在 50,961 IOPS 不可压缩数据，而平均延迟从更高的队列深度跃升。凭借 90% 的可压缩信息，Z-Drive R4 能够将其性能提高到 83,257 IOPS，并将其平均延迟降低到 1.537 毫秒。

最后一个配置文件查看工作站，使用 20K 传输混合使用 80% 的写入和 8% 的读取。

在我们的工作站配置文件中，Z-Drive R4 表现出与我们的数据库测试相似的性能，在该测试中它需要更高的队列深度才能在给定的队列深度下超越 LSI WarpDrive。在单个工作负载下，OCZ Z-Drive R4 在不可压缩数据下测得 48,077 IOPS，在 75,273% 可压缩数据下加速到 90 IOPS。在四人负载下，Z-Drive R4 的不可压缩数据传输速度为 82,079 IOPS，145,249% 可压缩数据传输速度为 90 IOPS。

真实世界的企业基准

我们的企业跟踪涵盖 Microsoft Exchange 邮件服务器环境。我们在几天内捕获了 StorageReview 邮件服务器的活动。该服务器硬件包括一个运行 Windows Server 2970 R2003 环境的 Dell PowerEdge 2，在 Dell Perc 73/I 集成控制器上以 RAID10 中的三个 5GB 5k SAS 硬盘驱动器运行。跟踪由许多小的传输请求组成，具有 95% 的强大读取负载和 5% 的写入流量。

在我们真实的邮件服务器场景中，OCZ Z-Drive R4 测得的平均速度为 166,265 IOPS 或 1,327MB/s。

总结

几个月后，我们的重新审查只会增加我们对 OCZ 在 Z-Drive R4 上所做的工作的钦佩。这是一款出色的通用 PCIe SSD，可提供出色的性能和充足的耐用性，即使使用标准级 MLC NAND 也是如此。对于需要 Z-Drive R4 用于特定用途的用户，OCZ 提供了大量配置选项，包括专用型号。自 Z-Drive R4 首次推出以来，OCZ 宣布了 Z-Drive R4 CouldServ 版本，该版本针对云计算应用程序，使用 16 个 SandForce SF-2581 控制器提供高达 1.4TB 的容量，速度可达 6,000 万 IOPS 和 XNUMX MB /秒。

与市场上的其他 PCIe 解决方案相比，Z-Drive R4 在大量多线程流量方面表现出色。在很大的负载下，R4 可以超越其他竞争选项，但如果它没有被完全利用，则在某些情况下性能会达到或低于其他模型。在随机 4K 读取速度等领域，Z-Drive R4 必须高于 32 的有效 QD 水平才能超越 LSI WarpDrive。在我们的稳态工作站和数据库配置文件中，我们发现 R4 无法发挥其最大潜力，除非它具有具有某些可压缩工作负载的多工作环境。这实际上归结为分析您当前的工作负载并找到适合应用程序要求的最佳 PCIe 解决方案。在某些性能范围内，不同的 PCIe 解决方案提供了更好的结果，这也与我们在特定领域具有优势的各种 2.5 英寸外形企业级 SSD 中看到的结果一致。

对于可以利用 OCZ Z-Drive R4 的应用程序，几乎没有（如果有的话）可以在同一级别竞争的产品。在某些配置中利用消费类 MLC NAND，Z-Drive R4 可以达到或超过其他企业 PCIe 解决方案的性能，并且仍然提供令人信服的耐用性数据，其中 $/GB 和 IOPS/$ 几乎无人能及。对于那些需要更高级别耐久性、需要 SLC-NAND 和增强电源保护的用户，OCZ 也为您提供了他们的 Z-Drive R4 RS 系列。 Z-Drive R4 具有无数的变体，可提供一流的性能和几乎适用于任何应用的自定义配置。

优点