三星 SSD 845DC EVO 评测

by 莱尔·史密斯 on 2014 年 6 月 2 日

企业版 ◇ SSD

三星 SSD 845DC EVO 系列驱动器经过专门设计，旨在为当今服务器和数据中心不断增长的数据流量提供高性能和可靠性（尽管具有成本效益）的解决方案。三星表示其新的 SSD 系列将提供非常高水平的持续性能以及在驱动器的整个生命周期内始终如一的低延迟，使其能够满足日益增长的数据处理需求。在引擎盖下，845DC Evo 配备了三星的 19nm Toggle 3bit NAND，使其成为首款使用 TLC NAND 的企业级 SSD。 NAND 的这种新用途与其 MEX 控制器相结合，使三星 845DC EVO 成为市场上更节能的驱动器，同时保持出色的性能。

如前所述，SSD 845DC EVO 及其面向 OEM 厂商的同系列产品三星 PM853T是首批采用 TLC NAND 闪存的企业级 SSD。三星面向客户端市场推出基于 TLC 闪存的840 EVO已近一年，因此 SSD 采用 TLC NAND 闪存并非完全陌生。只是在企业领域，人们对变革抱有极大的恐惧和抵触情绪。尽管有大量证据表明 SSD 是更佳选择，但企业级 SSD 的普及率仍然很低，许多企业仍然在采购 3.5 英寸 15K 转速的机械硬盘。

三星的组件显然值得信赖，而且在读取密集型工作负载的入门级企业市场，对固态硬盘的需求正在不断增长。这些买家似乎更愿意控制数据中心的总体拥有成本 (TCO)，而闪存在这方面能起到极大的帮助。三星还通过公布一些相当不错的耐用性数据来缓解人们对其耐用性的质疑，例如，最高容量的 900GB 固态硬盘的写入寿命 (TBW) 可达 600TB。然而，重要的是要结合实际情况来看待这些数据。例如，新款Micron M500DC的 800GB 固态硬盘的写入寿命为 1.9PB，而Intel S3500 的800GB 固态硬盘的写入寿命仅为 450TB。此外，三星将这款固态硬盘的目标价位定在了尽可能低的企业级价格区间，而像三星自家的840 Pro这样的客户端固态硬盘正在抢占市场份额，因为许多买家都在寻找性价比最高的选择。845DC EVO 正是凭借其价格优势，以及专为数据中心使用而设计的固件和功能，在市场上占据了一席之地。

三星的 845DC EVO 还提供了额外的安全级别，以确保有价值的写入信息得到很好的保护，因为它内置有钽电容器，可以在突然、意外的电源故障时保护写入缓存中的所有数据。对于各行各业的企业来说，这也是一个非常有吸引力的功能。该驱动器还具有 2 万小时的 MTBF 规格和五年保修。

三星 SSD 845DC EVO SSD 容量为 240GB、480GB 和 960GB，建议售价分别为 249.99 美元、489.99 美元和 969.20 美元。我们的审查单位包括 16 个 480GB 容量的驱动器。

规格

能力：
- 240GB（MZ-7GE240EW）
- 480GB（MZ-7GE480EW）
- 960GB（MZ-7GE960EW）
应用：推荐混合和以读取为中心的用法
接口：
- 串行 ATA 6Gb/s（兼容 SATA 3Gb/s 和 SATA 1.5Gb/s）
- 完全符合 ATA/ATAPI-7 标准（部分符合 ATA/ATAPI-8）
- 支持 NCQ：最多 32 深度
- 异步信号恢复
外形：2.5”型
NAND闪存：三星19nm Toggle 3bit NAND
性能顺序读取：高达 530MB/s
顺序写：
- 高达 410MB/秒（480GB、960GB）
- 高达 270MB/s (240GB)
- 随机读取（4KB，QD32）：
  - 最大限度。 87,000IOPS
- 随机写入（4KB，QD32）：
  - 最大限度。 14,000IOPS (960GB)
  - 最大限度。 14,000IOPS (480GB)
  - 最大限度。 12,000IOPS (240GB)
服务质量（4KB，QD32）：
- 99.90% 读取：0.6ms，写入：7ms
- 最大限度。读取：3ms，写入：8ms
潜伏：
- 顺序 (4KB)：读取：55us，写入：45us
- 随机 (4KB)：读取：115us，写入：55us
可靠性：2,000,000 小时平均无故障时间 (MTBF)
待定：
- 240GB：150TBW
- 480GB：300TBW
- 960GB：600TBW
电源电压：5.0V ±5%
耗电量：
- 主动读/写：2.7Watt/3.8Watt
- 闲置：1.2瓦
温度：
- 工作：0°C至70°C
- 非工作温度：-40°C 至 85°C
湿度：5% 至 95%，非冷凝
振动：非操作，20~2000Hz，20G
冲击：非操作，1500G，持续时间 0.5 米秒，3 轴
尺寸（长x宽x高）：（100.00±0.25）x（69.85±0.25）x（6.80±0.20）mm
最大重量：63 克 (960GB)
保固：5年

设计与建造

三星 SSD 845DC EVO 采用 EVO 系列的更新款式和底盘颜色，但仍保持其时尚、简约的设计。 2.5 英寸、7 毫米的外壳采用炭黑色，采用实心金属结构，坚固耐用。三星标志和白色字体的“固态硬盘”文字。

845DC EVO 的超薄设计支持广泛的应用，从超高密度企业应用（如 EchoStreams 48 盘位 2U SAN 机箱）到企业客户端应用（包括笔记本电脑、台式机和超极本）。

三星SSD的背面是产品信息标签，上面提供了容量、序列号等相关信息。侧面轮廓显示四个螺丝孔，可轻松安装 845DC EVO。

三星 845DC EVO 的核心是新的 400 MHz MEX 控制器，即三星 MEX S4LN045X01-803，它比 100 和 840 Pro 的控制器快 840MHz，并与 840 EVO 共享。

845DC EVO的存储来自三星19nm Toggle 3bit NAND。此外，它还内置钽电容器，可在意外断电时保护写入缓存中的所有数据。

测试背景和比较

StorageReview企业测试实验室提供灵活的架构，用于在与 SAN 管理员实际部署环境类似的条件下对企业存储设备进行基准测试。该测试实验室集成了各种服务器、网络、电源调节和其他网络基础设施，使我们的工作人员能够模拟真实环境，从而在评测过程中准确评估设备性能。

我们在评测中融入了实验室环境和测试流程的详细内容，以便IT专业人员和存储采购负责人能够了解我们取得以下结果的条件。我们所有的评测均未接受被测设备制造商的付费或监督。有关StorageReview企业测试实验室及其网络功能的更多详情，请参阅相关页面。

三星 SSD 845DC EVO 使用三星 19nm Toggle 3bit NAND 和带有 SATA 4Gb/s 接口的三星 MEX S045LN01X803-6.0 控制器。本次审查的 SSD 可比产品：

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）
三星SM843 （240GB，300mhz Samsung 3 核 MCX 控制器，Samsung 2x nm Toggle NAND 闪存，6.0Gb/s SATA）
智能存储 CloudSpeed 1000E （400GB，Marvell 9187 控制器，19nm Toshiba MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
智能存储 CloudSpeed 500 （240GB，SandForce SF-2581 控制器，2 个 4nm MLC NAND 芯片，6.0Gb/s SATA）
美光 M500 960GB （960GB，Marvell 9187 控制器，Micron 20nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
美光M500DC （480GB，Marvell 9187 控制器，20nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
美光P400m （400GB，Marvell 9187 控制器，Micron 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
英特尔固态硬盘 DC S3500 （480GB，英特尔 PC29AS21CA0 控制器，英特尔 20 纳米 MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
英特尔固态硬盘 DC S3700 （200GB，英特尔 PC29AS21CA0 控制器，英特尔 25 纳米 MLC NAND，6.0Gb/s SATA）

我们使用基于联想ThinkServer RD630的第二代企业级测试平台对SAS和SATA企业级固态硬盘进行基准测试。该测试平台配备了最新的互连硬件，例如LSI 9207-8i HBA，并针对最佳闪存性能进行了I/O调度优化。对于综合基准测试，我们使用Linux平台的FIO 2.0.10版本和Windows平台的FIO 2.0.12.2版本。

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

应用程序工作负载分析

为了解企业级存储设备的性能特征，必须对实际生产环境中的基础设施和应用工作负载进行建模。因此，我们对三星 845DC EVO 进行了前三项基准测试：MarkLogic NoSQL 数据库存储基准测试、通过 SysBench 测试的 MySQL OLTP 性能以及使用模拟 TCP-C 工作负载测试的 Microsoft SQL Server OLTP 性能。

我们的 MarkLogic NoSQL 数据库环境需要四个一组的 SSD，可用容量至少为 200GB，因为 NoSQL 数据库的四个数据库节点需要大约 650GB 的空间。我们的协议使用 SCST 主机并在 JBOD 中呈现每个 SSD，每个数据库节点分配一个。测试在 24 个间隔内重复进行，总共需要 30-36 小时。 MarkLogic 记录每个 SSD 的总平均延迟以及间隔延迟。

三星 SSD 845DC EVO 能够与来自 SanDisk 和英特尔的一流 MLC SSD 保持同步，并以 840 毫秒的总体平均延迟轻松击败以客户端为中心的三星 SSD 3.7495 Pro。

在 NoSQL 基准测试期间，大多数操作的延迟结果低于 30 毫秒，尽管 845DC EVO 确实遇到了一些延迟峰值，这对于 SSD 来说并不异常。

下一个应用基准测试是使用SysBench 对 Percona MySQL OLTP 数据库进行测量。在此配置中，我们使用一组Lenovo ThinkServer RD630服务器作为数据库客户端，并将数据库环境存储在单个驱动器上。此测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及在 2 到 32 个线程范围内的平均第 99 百分位延迟。Percona 和 MariaDB 在其数据库的最新版本中都使用了 Fusion-io 闪存感知应用程序 API，但为了便于比较，我们在此测试中使用的是每台设备的“传统”块存储模式。

在本次审查时，我们最近将 Sysbench 测试中使用的 Lenovo ThinkServer RD630 从双 Intel E5-2650 CPU 升级为双 E5-2690 CPU，这与历史比较的性能数据略有偏差。我们将数据作为参考，并将重新对之前评论过的 SSD 进行基准测试，以便进行适当的比较。

三星 845DC EVO 在整个 MySQL 基准测试中保持接近榜首，在 1,333 线程工作负载下每秒处理 32 个事务。

三星845DC EVO在 MySQL 基准测试中表现出了优异的平均延迟成绩。

在我们最坏情况下的 MySQL 延迟场景中，三星 845DC EVO 的总体排名第二。

StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 测试协议采用事务处理性能委员会 (TPPC) 基准测试 C (TPC-C) 的最新草案。TPC-C 是一款在线事务处理基准测试工具，能够模拟复杂应用环境中的各种活动。与合成性能基准测试相比，TPC-C 基准测试更能准确地评估数据库环境中存储基础架构的性能优势和瓶颈。我们的 SQL Server 协议使用一个 685GB（3,000 规模）的 SQL Server 数据库，并通过 30,000 VU 负载来测量事务性能和延迟。

在我们的 SQL Server 测试中，三星 845DC EVO位列第五，与排行榜上的其他顶级型号紧随其后。但在 SQL Server 测试中，TPS（每秒事务数）并非关键因素，关键在于事务的交付速度。

将我们的注意力转移到总体平均延迟上，三星 845DC 落后于包的顶部（尽管仍然接近）；但是，下面的 SSD 显示出延迟的巨大飞跃。这对三星来说意义重大，因为它紧随其后的许多驱动器都是高性能 MLC SSD。

综合工作负载分析

我们的综合基准测试协议均首先使用与测试设备时相同的负载，对目标存储设备进行预处理，使其达到稳定状态。预处理过程使用 16 个线程进行高负载运行，每个线程的待处理队列为 16。

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）

预处理完成后，每个被比较的设备都会在多个线程/队列深度配置文件中进行测试，以显示轻度和重度使用情况下的性能。我们对三星 845DC 的综合工作负载分析使用 4k 和 8k 配置文件，这些配置文件广泛用于制造商规范和基准测试。

4k 配置文件
- 100% 读取和 100% 写入
8K 配置文件
- 70% 读取，30% 写入
- 100% 8K

在预处理过程中，三星 845DC 一开始就显示出很好的结果，但随着它接近 15,750IOPS 的稳定状态，其性能逐渐下降。

在4K预处理平均延迟方面，三星845DC的表现处于中等水平。美光M500DC的表现最佳。

在 845k 预处理期间，三星 4DC 的最大延迟值保持在接近顶部的位置，仅次于 Micron P400m 200GB。

我们 4k 预处理过程的标准偏差结果表明，三星 845DC 在随机 4k 传输方面继续保持强劲性能，以非常稳定的速度接近 8.3 毫秒大关，沿途几乎没有尖峰。

在主要的 4k 综合基准测试中，三星 845DC 的读取操作性能最高，为 74,253IOPS，而写入操作的性能则为 15,507IOPS。

三星 4DC SSD 的 845k 工作负载的平均延迟结果非常出色，平均读取时间非常低，为 16.5 毫秒，平均写入时间为 3.4 毫秒，分别位居第一和第二。

三星 4DC 的 845k 基准测试期间记录的最大读取延迟分别为 3.44 毫秒和 16.5 毫秒，在读取和写入延迟方面表现最佳。

计算 4k 延迟结果的标准偏差表明三星 845DC 在我们的主要 4k 综合基准测试中继续占据主导地位，尽管这是一场激烈的比赛。

我们的下一个工作负载使用 8k 传输，读取操作占 70%，写入操作占 30%。三星845DC在中游的爆发性表现之后，以16T16Q的优势稳居第三。

在我们的平均延迟测试中，三星 845DC 在 11k 8/70 配置文件的预处理期间接近 30 毫秒。

我们在预调节期间的 8k 70/30 最大延迟结果显示三星 845DC 的性能稳定，以 58 毫秒的成绩接近榜首。

8k 70/30 预处理过程中的标准偏差计算显示，三星 845DC 在稳定状态下接近 5.23ms，仅次于英特尔 DC SSD。

我们的下一个工作负载使用 8k 传输，读取操作占 70%，写入操作占 30%。在三星 845DC 保持领先直到大约 180 分钟标记的非常强劲的爆发性能之后，该驱动器稳定下降，最终排在中间。

我们在 8k 70/30 预处理过程中的平均延迟结果图通常是预处理期间吞吐量性能的镜像。三星 845DC 的初始爆发表现不佳，但最终在 140 分钟大关处稳步上升。

在我们的 845k 8/70 预处理期间，三星 30DC 的最大延迟结果振荡到接近 48 毫秒，最终成为最低的最大延迟之一，没有任何重大峰值。

8k 70/30 预处理的标准偏差计算将三星 845DC 再次列为最佳表现者，最后稳步上升至仅 5.15 毫秒。

结语

凭借 SSD 845DC EVO，三星率先提供采用 TLC NAND 的企业级 SSD。与它打算对抗的客户端驱动器和更昂贵的基于 MLC 的入门级企业 SSD 相比，这个先例的最终结果是非常令人印象深刻的性能数字。三星针对服务器和数据中心优化了 845DC EVO，性能稳定。此外，三星 845DC EVO 为此类驱动器提供极低的延迟，这在交付响应式应用程序时至关重要。

进一步详细查看其性能，三星 845DC EVO 在我们的应用程序和综合基准测试中取得了出色的成绩。在我们的综合测试中，三星 845DC EVO 在我们的 4K 随机读写性能基准测试中表现最佳，并且在我们的 8k 70/30 工作负载中也名列前茅。在我们的 MarkLogic NoSQL 基准测试中，基于 TLC 的 845DC EVO 毫无疑问地名列前茅，领先于一些基于 MLC 的同类产品。在我们的 SQL Server 测试中，845DC 的表现也非常强劲，与高性能 MLC SSD 保持一致没有任何问题。 Sysbench MySQL 的数据讲述了一个类似的故事。

就定价而言，三星为其企业 845DC EVO 系列的所有容量提供具有竞争力的价格点。虽然批量定价会有所不同，但 845DC EVO 有望成为市场上成本最低的企业级 SSD。三星之所以能够提供这一点，部分原因在于拥有自己的 NAND 工厂和内部组件，这使其比其他公司更具优势，因为它允许他们以更低的成本生产更可靠的产品。驱动器成本显然至关重要，因为 845DC EVO 在该领域与高端客户端驱动器正面交锋。在该市场中，添加额外的企业功能（如电源故障保护和已知的耐久性支持）应该会促使许多购买者转向 845DC EVO。由于TLC的不确定性，只购买企业级产品的主流企业买家可能更难销售；但就像他们在客户端发现的那样，时间可能有助于减轻一些担忧。

优点