三星 SM843 取代 PM830,成为入门级和主流企业级 SSD,设计用于读取密集型的情况,例如计算服务器启动驱动器、高端客户端工作站需求和某些嵌入式应用程序。 该驱动器采用 SATA 接口,提供纤薄的 7 毫米驱动器高度,并利用三星内部 20 纳米 MLC NAND 以及三星控制器和固件堆栈。 为了缓解担忧,SM843 提供 1PB (1000TB) 的写入耐久性。 从设计角度来看,SM843 看起来很像它的以客户为中心的表弟,即 840临然而,核心差异是在 SM843 中添加了预留空间,以显示更高的耐用性,以及针对读取量更大的工作负载进行调整的固件。
三星 SM843 取代 PM830 作为入门级和主流企业级 SSD,专为计算服务器启动驱动器、高端客户端工作站需求和某些嵌入式应用程序等读取密集型情况而设计。 该驱动器采用 SATA 接口,提供超薄的 7 毫米驱动器高度,并利用内部三星 20 纳米 MLC NAND 以及三星控制器和固件堆栈。 为了消除顾虑,SM843 提供了 1PB (1000TB) 的写入耐久性。 在设计方面,SM843 看起来很像它以客户为中心的表亲,即 840临,但核心差异是在 SM843 中添加了超额配置以显示更高的耐用性和针对读取更繁重的工作负载进行调整的固件。
从本质上讲,三星的 SM843 解决了企业 SSD 空间中的一个灰色区域——我们看到客户端 SSD 进入闪存阵列和服务器等企业应用程序的空间。 在企业市场的这个特定部分,成本通常是购买决策的核心驱动因素,这导致许多买家选择客户端 SSD。 然而,现在三星和其他存储供应商正在转变他们的产品线,以创建针对这些需求量身定制的解决方案,这将帮助他们夺回市场。 与此同时,他们在耐用性方面提供了更多的覆盖范围,并试图使定价尽可能接近客户端 SSD 替代品。
SM843 与 SM1625 并存,但 SM843 专为读取密集型需求而构建,而 SM1625 则专为写入密集型操作而设计。 SM1625 带有两个 SAS 6 Gbit/s 连接器,它们可以组合起来以达到 12 Gbit/s 的带宽。 SM1625 还具有 100GB、200GB、400GB 和 800GB 的容量。
与全新 SM1625 高端 SAS 驱动器并驾齐驱的是,三星 SM843 具有 120GB、240GB 和 480GB 的容量,现已上市。 我们的评测型号是 240GB 容量。
三星 SM843 规格
- 容量
- 120GB(MZ7PD120HAFV)
- 240GB(MZ7PD240HAFV)
- 480GB(MZ7PD480HAGM)
- 顺序 R/W (MB/s):530/420
- 随机读/写 (IOP):70,000/11,500
- 20nm 三星 MLC NAND
- 三星 MDX S4LN021X01-8030 控制器
- 外形尺寸:2.5", 7mm
- 主机接口:SATA 3.0 – 6Gb/s
- 加密:AES-256
- MTBF:2万小时
- 不可纠正的位:十分之一17
- 电力
- 主动读取:2.7W
- 主动写入:3.4W
- 空闲:0.3W
- 写入耐久度(TBW):1PB
- 物理尺寸:100mm x 69.85mm x 7mm
- 重量:56g
建筑与设计
全新三星 SM843 轻型企业级 SSD 的设计基于与面向消费者的 SSD 840 和 840 Pro 相同的机身。 SM843 采用了 PM830 的更新外观,但在很大程度上建立在三星简单、清晰的标签传统之上。 该驱动器具有拉丝金属顶部,而底部则具有带有驱动器关键信息的标签。 SM843 为数据中心应用中的可视化驱动监控提供 LED 支持。
与 PM843 相比,更好保护的 SATA 接口连接器是 SM830 的设计改进之一。 机身设计也更好,不像 PM830 使用内部塑料夹将其底盘固定在一起,采用标准螺丝将机身固定在一起。 这允许更容易的服务和更好的外观。
PM830 的电路板布局发生了重大变化。 SM843 使用新的三星 MDX S4LN021X01-8030 控制器和来自 K256P2G2EB-FGC4 模块的 4MB 324x-nm 级 DDR2 切换模式 DRAM。
存储由八个 2x 纳米 32GB 三星 K9HFGY8U5A-CCK0 NAND 模块提供,这些模块略微超额配置以提供 240GB 未格式化的容量。
测试背景和比较
三星SM843采用三星20nm MLC NAND和三星MDX S4LN021X01-8030控制器,SATA 6.0Gb/s接口。
本次审查的可比性:
- 英特尔固态硬盘 DC S3700 (200GB,英特尔 PC29AS21CA0 控制器,英特尔 25 纳米 HET MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
- 三星SSD 840 Pro (512GB,300mhz Samsung 3 核 MCX 控制器,Samsung 2x nm Toggle NAND 闪存,6.0Gb/s SATA)
- 美光 P400e (200GB,Marvell 9174 控制器,Micron 25nm MLC NAND 闪存,6.0Gb/s SATA)
- 英特尔SSD 520 (240GB,SandForce SF-2500 控制器,Intel 25nm MLC NAND 闪存,6.0Gb/s SATA)
- 英特尔SSD 320 (300GB、英特尔 PC29AS21BA0 控制器、英特尔 25nm MLC NAND 闪存、6.0Gb/s SATA)
我们很少花时间讨论为什么在个别评论中选择可比较的驱动器,因为这个过程通常非常直观。 然而,在这种情况下,SM843 面向的是一个定义不明确的市场。 我们经常看到消费者 SSD 被部署在企业环境中。 例如,Pure Storage 使用了三星 830,Whiptail 使用了英特尔 SSD 320 和美光 m4,混合阵列经常出现在实验室或贸易展厅中,使用英特尔 SSD 320s、SSD 520s 和各种其他基于客户端的产品产品。 企业阵列通常用于这些客户端驱动器,因为它们相对便宜且“足够可靠”以完成工作; 如果驱动器发生故障,请将其扔掉并放入另一个驱动器。 同样重要的是要记住,这些 SSD 用于其余数据通常位于硬盘驱动器上的场景,因此即使与软件管理层配对的消费驱动器也能提供合理的性能提升,即使该性能远低于更多昂贵的企业级 SSD。 因此,虽然 SM843 几乎没有明显的竞争对手,但在这个领域也有几个基于客户端的驱动器。 然而,这个读取密集型的低端企业市场将面临越来越激烈的竞争。 Micron 即将发布他们用于该领域的下一代驱动器,我们从其他存储供应商那里听说,创建低成本企业驱动器肯定在路线图上。
所有 SAS/SATA 企业级固态硬盘均在我们的第二代企业级测试平台上进行基准测试,该平台基于 联想ThinkServer RD630。 这个新的基于 Linux 的测试平台包括最新的互连硬件,例如 LSI 9207-8i HBA 以及针对最佳情况闪存性能的 I/O 调度优化。 对于综合基准测试,我们使用适用于 Linux 的 FIO 2.0.10 版和适用于 Windows 的 2.0.12.2 版。
- 2 x Intel Xeon E5-2620(2.0GHz,15MB 缓存,6 核)
- 英特尔 C602 芯片组
- 内存 – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 位、Windows Server 2012 Standard、CentOS 6.3 64 位
- 100GB 美光 RealSSD P400e 启动固态硬盘
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(用于启动 SSD)
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(用于基准测试 SSD 或 HDD)
- Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0 适配器
- Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 适配器
企业综合工作负载分析
闪存性能在每个存储设备的整个预处理阶段各不相同。 我们的企业存储基准流程首先分析驱动器在彻底预处理阶段的运行方式。 每个可比较的驱动器都使用供应商的工具进行安全擦除,在 16 个线程的重负载下使用相同的工作负载预处理到稳定状态,每个线程有 16 个未完成队列,然后按设定的时间间隔进行测试在多个线程/队列深度配置文件中显示轻度和重度使用情况下的性能。
预处理和初级稳态测试:
- 吞吐量(读+写 IOPS 聚合)
- 平均延迟(读+写延迟一起平均)
- 最大延迟(峰值读取或写入延迟)
- 延迟标准偏差(读+写标准偏差一起平均)
我们的企业综合工作负载分析包括基于实际任务的四个配置文件。 开发这些配置文件的目的是为了更轻松地与我们过去的基准测试以及广泛发布的值进行比较,例如最大 4K 读写速度和 8K 70/30(通常用于企业驱动器)。 我们还包括两种传统的混合工作负载,即传统的文件服务器和 Web 服务器,每种工作负载都提供多种传输大小。
- 4K
- 100% 读取或 100% 写入
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% 读取,30% 写入
- 100% 8K
- 文件服务器
- 80% 读取,20% 写入
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- 支持网络端
- 100% 阅读
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
我们的第一个测试测量了 100% 4K 随机写入性能,负载为 16T/16Q。 在此设置中,三星 SM843 的爆发特性清晰可见,组中最高峰值传输速度为 62,000 IOPS,然后在进入稳定状态时稳定在 12,500 IOPS 附近。 虽然不如美光 P400m 或英特尔 DC S3700(面向更高级别的写入活动)强大,但它仍然符合三星声称 11,500 IOPS 4K 写入的规格表。
在 16T/16Q 负载很重的情况下,三星 SM843 测得的突发时间为 4.1 毫秒,然后在接近稳态时低扩展至 20.5 毫秒。
比较每个 SSD 之间的最大延迟,三星 SM843 具有最小的过度配置水平,其最大响应时间与以消费者为中心的 SSD 840 Pro 相似,其稳态范围在 400-750 毫秒之间。
进一步研究我们 4k 随机写入工作负载的延迟一致性,三星 SM843 以其更高的超额配置击败了 SSD 840 Pro,但跟不上更面向写入的企业级 SSD。
经过 6 小时的预处理,三星 SM843 提供了第二高的 4K 随机读取性能,排在 512GB 840 Pro 之下。 在写入性能方面,它仅次于 Intel DC S3700 位居第二。
在 16T/16Q 的重负载下,三星 SM843 和 SSD 840 Pro 提供了我们比较组中最低的读取延迟,仅为 3.57 毫秒。 它的平均写入延迟虽然比写入目标企业级 SSD 下滑了 20.61 毫秒。
当我们查看 4k 测试中的最大延迟时,重要的是要注意降低峰值写入延迟的一个关键因素是增加过度配置。 在 100% 读取活动中,三星 SM843 测量到 21.8 毫秒的峰值,而其稳态峰值写入延迟测量到更陡峭的 700.9 毫秒。
与以消费者为中心的 SSD 840 Pro 相比,增加的 OP 帮助 SM843 保持较低的写入延迟标准偏差,但它仍然高于面向增加写入活动的英特尔 DC S3700。
在我们使用 8K 配置文件 70/30% 读/写扩展和恒定 16T/16Q 负载的第一个混合工作负载中,我们测得 SM41,000 的峰值速率为 843 IOPS,然后逐渐下降到 14,000 IOPS 的稳态速度.
负载为 16T/16Q 时,三星 SM843 的突发平均延迟约为 6.5 毫秒,然后在接近稳态时增加到 18.2 毫秒。
在我们的 8k 70/30 预处理测试的最大延迟部分,SM843 的表现处于中等水平,在稳态下测得的延迟时间在 80-120 毫秒之间。
比较入门级企业级 SSD 类别中的延迟一致性,三星 SM843 跌至垫底,尽管它能够通过添加的 OP 显示出比 SSD 840 Pro 有所改进。
与我们在 16% 16K 写入测试中执行的固定 100 线程 4 队列最大工作负载相比,我们的混合工作负载配置文件可跨各种线程/队列组合扩展性能。 在这些测试中,我们将工作负载强度从 2 个线程和 2 个队列扩展到 16 个线程和 16 个队列。 在扩展的 8K 70/30 测试中,三星 SM843 从 6,547T/2Q 的 2 IOPS 扩展到 14,020T/16Q 的峰值 16 IOPS。
在 SSD 在我们的 8k 70/30 测试中进入稳定状态后,SM843 在 0.6T/2Q 时的平均延迟为 2ms,在 18.25T/16Q 时增加到 16ms。
在我们的 843k 8/70 测试中,三星 SM30 的最大延迟在 20T/2Q 到 2T/16Q 之间的工作负载下测量约为 8 毫秒。 但在 16T/16Q 时,延迟飙升至 137 毫秒。
在我们的 8k 70/30 测试中比较延迟一致性,三星 SM843 接近美光和英特尔入门级企业级固态硬盘,在除 400T/16Q 之外的所有领域都超过了 P16m。
下一个工作负载是我们的文件服务器配置文件,它涵盖从 512b 到 512K 的各种传输大小。 在 16T/16Q 饱和负载较高的情况下,三星 SM843 提供了 31,000 IOPS 的峰值传输速度,然后逐渐降至接近 11,000 IOPS 的稳态速度。
在我们的文件服务器预调节测试中,三星 SM843 的平均延迟突发为 8 毫秒,然后在稳定状态下增加到 23 毫秒。
当三星 SM843 在我们的文件服务器预处理测试中接近稳定状态时,最大延迟范围为 120 到略低于 200 毫秒。
在我们的文件服务器预处理测试中,将重点转移到延迟一致性上,三星 SM843 得分居中,落后于 SSD 840 Pro 和英特尔 DC S3700。
在每个 SATA SSD 上完成 6 小时的文件服务器预处理过程后,我们过渡到各种工作负载,在 2T/2Q 到 16T/16Q 之间进行扩展。 三星 SM843 的超额配置量要低得多,排名居中,从 5,005T/2Q 的 2 IOPS 扩展到 10,981T/16Q 的峰值 16 IOPS。
在我们的文件服务器测试中,三星 SM843 的平均延迟在 0.79T/2Q 时为 2 毫秒,在 23.3T/16Q 时增加到 16 毫秒。
在我们的文件服务器测试中,三星 SM843 在扩展工作负载中保持其峰值响应时间相当低,范围在 30 毫秒左右,直到 16T/16Q 达到峰值 177 毫秒。 这使它符合英特尔和消费者三星的可比产品。
比较延迟一致性,即使超额配置数量较少,三星 SM843 也能够在除 3700T/16Q 之外的大多数领域保持接近英特尔 DC S16。
我们的最终预处理工作负载采用传统的 100% 读取活动 Web 服务器测试,并将其翻转为 100% 写入以预处理每个 SSD。 这是我们最激进的工作负载,尽管它并不真正符合 100% 写入的任何现实条件。 在本部分中,三星 SM843 在所有入门级企业 SSD 中提供了最高的突发速度,并在接近稳定状态时逐渐向中间逐渐减小。
当驱动器接近稳定状态时,我们的 Web 服务器预调节测试中的平均延迟稳定在 100 毫秒左右,保持低于没有过度配置的 SSD 840 Pro。
在我们压力很大的 843% 写入 Web 服务器预处理运行中,三星 SM100 的最大延迟范围为 600 到大约 1,000 毫秒,因为它接近稳定状态,这高于其他面向更大量写入活动的企业级 SSD。
在我们的网络服务器预处理测试中比较延迟标准偏差,三星 SM843 的性能优于 SSD 840 Pro,无需添加过度配置。
每个 SSD 完成 Web 服务器测试中的预处理阶段后,我们将工作负载恢复到 100% 读取。 在只读条件下,三星SM843展现了它的本来面目,完全统治了入门级企业级SSD。 性能从 15,903T/2Q 的 2 IOPS 增加到 27,184T/4Q 的 16 IOPS。 这使其远远高于英特尔 S3700(领先 18.7%)和该类别中的所有其他轻型企业驱动器。
在我们的只读 Web 服务器中,三星 SM843 的平均延迟从 0.248T/2Q 的 2 毫秒扩展到 9.47T/16Q 的 16 毫秒。
比较我们 Web 服务器测试中的最大延迟,三星 SM843 提供了最低的最大延迟,低于 20 毫秒,尽管它在 113T/16Q 时确实飙升至 16 毫秒,而英特尔固态硬盘能够保持其峰值响应时间较低。
比较我们 Web 服务器测试中的延迟标准偏差,三星 SM843 以最佳的延迟一致性毫无问题地超过了其他轻型企业包。
结语
三星 SM843 在企业级 SSD 市场中占有独特的地位。 三星实质上是在帮助创建一个低于通常被称为入门级企业的级别。 SM843 是一种基于价格的超值选择,适用于那些想要主要部署在读取密集型场景中的企业级 SSD,同时仍然能够提供比经常发现自己潜入这些企业环境的客户端驱动器更多耐用性的用户。
与其他客户端或入门级企业级 SSD 相比,SM843 在针对其调优的高读取工作负载方面表现出色,但无法与主流企业级 SSD 匹敌。 公平地说,这不是它的目的。 除了客户端驱动器的读取性能和耐用性之外,三星的另一个核心卖点是价格。 与主流企业 SSD 相比,SM843 具有显着的成本优势。 SM843 的售价接近 1 美元/GB,而我们通常看到的英特尔 S2 售价为 2.5-3700 美元/GB。 这个定价如此之低,以至于在将 240GB SM843 与消费类 256GB SSD 840 Pro 进行比较时,零售价大约相差 20 美元,这非常小。 与 200GB 英特尔 DC S3700 相比,购买者需要花费大约两倍于他们在三星上的花费,但这些驱动器确实提供了更多的耐用性和写入性能。
切换到主流企业类别的性能比较,三星 SM843 提供的写入性能约为同类领先的英特尔 S1 的 3/3700。 在随机 4k 写入工作负载中,SM843 的时钟频率为 12,417 IOPS,而英特尔 S3700 测得的 IOPS 为 33,013 IOPS。 切换到读取工作负载时,SM843 在该组中占据主导地位。 随机 4K 读取性能达到 71,609 IOPS 的峰值,而英特尔以 64,345 IOPS 落后。 在 Web 服务器配置文件中,SM843 的峰值为 27,184 IOPS,而 Intel S3700 再次落后于 22,776 IOPS。 因此,即使与价格两倍的驱动器相比,SM843 也能保持其应有的性能。
对于只需要高读取性能和略微提高标准客户端 SSD 耐用性的环境,Samsung SM843 针对该细分市场进行了完美调整,与类似容量的消费类 SSD 相比成本影响最小。 与该领域传统上使用的固态硬盘(包括英特尔固态硬盘 320 和 520 或美光 P400e)相比,三星 SM843 提供了更高的读取性能和更好的混合工作负载性能。 由于该细分市场几乎完全取决于成本,因此 SM843 具有吸引力的定价使其成为明显的赢家,并且具有比该细分市场通常提供的更高耐用性的额外好处。 虽然其他制造商提供的主流企业 SSD 在写入繁重的工作负载中提供更高的性能,但它的成本溢价很高,如果您不需要这些型号提供的更高性能,这可能很难接受。
优点
- 一流的读取性能
- 客户端 SSD 领域中最高的耐用性
- 与消费类 SSD 相比价格溢价小
缺点
- 不提供超过 480GB 的容量
底线
三星 SM843 是专为读取活动非常繁重且耐用性要求较低的企业环境而设计的驱动器。 在这个市场上,客户端 SSD 通常占据主导地位,但三星带来了真正的企业设计解决方案,并最终成为该细分市场中性价比最高的驱动器。