SanDisk Optimus Eco 400GB SAS 固态硬盘评测

by 马克基德 on 2013 年 12 月 12 日

企业版 ◇ SSD

Optimus Eco 采用 SanDisk 的 Guardian 技术平台，提升了 19nm 多层单元 (MLC) 闪存的性能，以满足读取密集型应用的需求，容量分别为 400GB、800GB、1.6TB 和 2TB。Guardian 技术平台是 SanDisk 近期收购 SMART Storage Systems 的一部分，SMART 去年在Optimus SAS 企业级 SSD 的评测中也充分利用了该平台。Optimus Eco 的使用场景和 NAND 闪存与 Optimus 不同，但在我们的基准测试中依然取得了优异的成绩，这种灵活性也解释了 SMART 的 MLC 技术和工程资源为何如此吸引 SanDisk。

根据 SanDisk 基准测试，Optimus Eco 可实现高达 90K/35K IOPS 的随机读/写性能和高达 500/500 MB/s 的持续读/写速度，我们将与综合基准测试和模拟各种基准测试进行比较StorageRevew 企业测试实验室中的真实企业工作负载。 Optimus Eco 还包括对宽端口 SAS 功能的支持，为支持它的主机提供高达 1 GB/s 的持续读取性能。 Optimus Eco 由 SanDisk 的 Guardian 技术平台提供支持，该平台由 FlashGuard、DataGuard 和 EverGuard 技术组成，协同工作以提供适合企业应用程序的性能和耐用性。

FlashGuard 技术允许 Optimus Eco 的 19 纳米消费级 MLC 闪存每天提供三个随机或七个顺序驱动器写入。 FlashGuard 单独处理每个电池，以最大限度地利用更强的闪存元件，并通过两项关键技术最大限度地减少对较弱元件的磨损：聚合闪存管理和高级信号处理。聚合闪存管理技术通过将闪存元素作为一个系统而不是离散元素的集合来管理，从而延长了 MLC 的使用寿命，这意味着闪存的耐久性管理可以在一个块内的多个页面上进行协调，并在 SSD 内的多个块上进行协调。 Advanced Signal Processing 持续监控闪存以分析其性能并将控制器的操作参数动态匹配到当前条件。

SanDisk Optimus Eco SAS 规格

接口：SAS 6Gb/s
接口端口：双/宽
持续读/写：500/500 MB/s（双）或 1GB/s（宽端口）
随机读/写 (IOPS)：高达 90K/35K IOPS
容量
- SDLKGD6M-400G-5CA1: 400GB
- SDLKGC6M-800G-5CA1: 800GB
- SDLLGC6M-016T-5CA1: 1.6TB
- SDLLGC6M-020T-5CA1: 2TB
扇区大小：512、520、528 字节
数据可靠性：读取的 1e10 位中有 17 个不可恢复的错误
MTBF：2.5亿小时
顺序工作负载耐力：3 DWPD
随机工作负载耐力：7 DWPD
数据故障恢复：FRAME（内存元素的灵活冗余阵列）
电源故障恢复：EverGuard 备用电源电路
数据路径保护：DataGuard、T-10 DIF
保修期：5年
安全性：符合 TCG 企业标准
加密：AES 256 位
Vcc 电源：5V/12V
有源功耗（典型值）：7W
冲击：1000 g 半正弦波，0.5 毫秒，沿 X、Y、Z 轴每个方向 3 次冲击
振动：2.17 g rms，7-800 Hz
工作温度：0°C 至 70°C（内部）
储存温度：-40°C至90°C
湿度：5% 至 95%，非冷凝，相对湿度
海拔高度：5,486 米（18,000 英尺）
机械
长度：100.20mm
宽度：69.85mm
高度：9.5mm/15mm

设计与建造

与 Optimus 一样，Optimus Eco 提供适用于较小容量的 9.5 毫米外形尺寸和适用于较大容量变化的 15 毫米外形尺寸。 400GB 版本的厚度为 9.5 毫米，与 Optimus 一样，采用有助于散热的 CNC 制造合金封装。

SanDisk Optimus Eco 支持双 SAS 接口和宽 SAS 接口。

Optimus Eco 中采用的第三代 EverGuard 技术利用电容器阵列确保在电源中断期间将数据从写入缓存传输到闪存。

测试背景和比较

Optimus Eco 使用带有 88nm Toshiba NAND 的 Marvell 9185SS19 控制器，其接口提供双 SAS 连接和宽 SAS 连接。既然 MLC 闪存在企业市场中已经站稳脚跟，越来越多的同类驱动器可用于评估 Optimus Eco。

本次审查的可比性：

日立SSD400M （400GB，英特尔 EW29AA31AA1 控制器，英特尔 25 纳米 MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
日立SSD800M （800GB，Intel联名DB29AA11B0控制器，Intel 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
STEC s842（s840 系列）（800GB，STEC 24950-15555-XC1 控制器，东芝 MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
闪迪擎天柱 (400GB, 第三方控制器, Toshiba 34nm MLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
东芝 PX02SM （400GB，Marvell联名TC58NC9036GTC主控，东芝24nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
东芝eSSD （400GB，Marvell 88SS9032 控制器，东芝 32nm SLC NAND，6.0Gb/s SAS）
OCZ 塔罗斯 2 R （400GB，SandForce SF-2500 控制器，Intel 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）

Optimus Eco SAS 及其同类产品在我们基于Lenovo ThinkServer RD630 的第二代企业级测试平台上进行了基准测试。该基于 Linux 的测试平台集成了 LSI 9207-8i HBA 互连硬件，并针对闪存性能进行了 I/O 调度优化。在我们的综合基准测试中，Linux 系统使用 FIO 2.0.10 版本，Windows 系统使用 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

应用性能分析

StorageReview 最近推出了两个针对企业级 SSD 的全新应用程序性能基准测试：我们专有的MarkLogic NoSQL 数据库存储基准测试和SysBench OLTP MySQL 基准测试。

我们的 MarkLogic NoSQL 数据库环境需要四个一组的 SATA 或 SAS SSD，可用容量至少为 200GB，因为 NoSQL 数据库需要大约 650GB 的空间才能跨四个数据库节点工作。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。该测试以 24 个间隔重复进行，对于此类 SSD 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。

MarkLogic 在 NoSQL 基准测试期间对总体平均延迟的分析将 Optimus Eco 置于 SanDisk Optimus 之后，使其在同类产品中排名第二。

SanDisk Optimus 延迟性能的详细图表显示大多数操作保持在 6 毫秒或以下，少数小峰值达到 7 毫秒和 11 毫秒之间。

SanDisk Optimus Eco 无法像其 Optimus ccousin 一样一致地管理 NoSQL 延迟性能，许多合并写入延迟的延迟比 Optimus Eco 在其他方面非常一致的延迟配置文件要差得多。

Hitachi 的 Ultrastar SSD400M 的延迟变化比 SanDisk 的两个同类产品都大，NoSQL 日志写入操作期间的延迟最大。

OCZ Talos 2 R 的整体性能与 SSD400M 相似，延迟峰值在 9-32 毫秒之间，但其最高峰值出现在合并写入操作期间。

Toshiba PX02SM 在 NoSQL 基准测试中表现最差，日志写入延迟为 10-30 毫秒

第二轮应用程序基准测试是通过 SysBench 进行的，它使用 OLTP 工作负载来衡量运行 InnoDB 引擎的 MySQL 数据库的性能。在此测试配置中，我们使用一组运行 CentOS 的 Lenovo ThinkServer RD630 来驱动使用单个驱动器的工作负载。该测试测量平均 TPS（每秒事务数）、平均延迟以及 99 到 2 个线程范围内的平均 32% 延迟。

在 Sysbench 中测量每秒平均交易量 (TPS) 时，Optimus Eco 的表现处于中间水平，在工作负载扩展到 1395 个线程时达到 32TPS。

SanDisk Optimus Eco 在我们对 MySQL 基准测试期间的平均延迟的测量中也有自己的优势，但并没有在同类产品中脱颖而出。

绘制最坏情况的第 99 个百分位延迟图表，SanDisk Optimus Eco 在 8 线程和 16 线程工作负载期间表现最差，但与我们进行基准测试的其他 eMLC SSD 相比，它在任何规模上的表现都不是特别好。

企业综合工作负载分析

闪存性能随着驱动器适应其工作负载而变化，这意味着必须在每次测试之前对闪存进行预处理，以确保基准测试准确无误。每个可比较的驱动器都使用供应商的工具进行了安全擦除，并在 16 个线程的重负载和每个线程 16 个未完成队列的情况下预处理到稳定状态。

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，每个设备都会在多个线程/队列深度配置文件中按时间间隔进行测试，以显示轻度和重度使用情况下的性能。我们针对 Optimus Eco 的企业综合工作负载分析包括两个开发的配置文件，以便更轻松地与我们过去的基准进行比较，以及广泛发布的企业驱动器性能规范，例如最大 4k 读写速度和 8k 70/30。

4k
- 100% 读取或 100% 写入
8k 70/30
- 70% 读取，30% 写入
- 100% 读取或 100% 写入

Optimus Eco 在我们的 4k 预处理过程中提供了强大的吞吐量结果，随着曲线接近稳定状态，Optimus 排名第二。

Optimus Eco 以 4 毫秒的中等平均延迟开始 6.3k 预处理，但没有遇到大多数类似驱动器在工作负载大约一个小时时遇到的延迟增加。 Optimus Eco 以 4 毫秒的平均延迟完成 7.5k 预处理，再次有效地与 Optimus 并列第二低，仅次于 Hitachi SSD800MM。

4k 预处理期间的最大延迟结果揭示了 Optimus Eco 性能的强项。在过程开始时，Optimus Eco 没有取得显着的结果，但在预调节结束时，Optimus Eco 持续获得仅次于 Hitachi SSD800MM 的第二低的最大延迟。

在 4k 预处理曲线期间绘制延迟标准偏差图表提供了一种更清晰的方法来检查 Optimus Eco 与此工作负载的性能一致性。 Optimus Eco 在 800 小时的预处理窗口中经历了相对较小的标准偏差增加，再次排名第二，仅次于 Hitachi SSDXNUMXMM。

完成预处理后，SanDisk Optimus Eco 400GB 的 4k 读取 IOPS 达到 97,019，同类产品的中值，并且 4k 写入 IOPS 得分为 33,795，排名第三，仅次于 SanDisk Optimus 并达到了 SanDisk 宣传的最大 IOPS。

平均延迟结果显示，Optimus Eco 的平均读取延迟为 2.64 毫秒，排名第四，4k 写入延迟的平均为 2.54 毫秒，排名第三。

当我们仅绘制 4k 测试期间我们的可比较产品所经历的最大延迟时，Optimus Eco 的结果排名第三，最大延迟为 15.3 毫秒，仅次于 Hitachi SSD800MM 的最大写入延迟，为 68.4 毫秒。

标准偏差图表反映了 Optimus Eco 在 4k 测试期间相对较少的延迟峰值。 Optimus Eco 在 1.27k 写入基准测试中经历了 4ms 的标准偏差，并在写入测试期间将标准偏差保持在 4.11ms。

第二个综合基准测试使用 8k 的数据和 70/30 的读/写比率。在 8k 预处理曲线期间绘制驱动器吞吐量图表可以轻松识别共享 Guardian 技术平台的两个 SanDisk 驱动器，即使它们使用不同的 MLC NAND。与大多数在预处理开始时经历一段高突发性能时期的可比较对象不同，Optimus Eco 的吞吐量在预处理曲线期间逐渐增加，然后稳定在可比较对象的中间附近，接近 36,200 IOPS。

SanDisk Optimus Eco 与其 Optimus 同类产品一样，在 8k 预处理曲线期间也经历了延迟改进。从 14.4 毫秒的平均延迟开始，Optimus Eco 最终在进入稳定状态时将该数字减半，这是一种强大但平平无奇的性能。

与 4k 预调节期间的平均延迟结果一样，Optimus Eco 没有遇到任何意外的最大延迟峰值，在预调节过程中有所改善，达到 55.3 毫秒。

在预处理期间绘制我们的比较标准偏差图表显示，Optimus Eco 在进入稳定状态时保持大约 6.4 毫秒的标准偏差，在基准测试的七个驱动器中排名第四。

完成 8k 测试的预处理后，基准测试正式开始。我们的 8k 70/30 综合基准测试跨各种线程和队列深度组合评估每个可比较的驱动器，以便更好地了解设备在不同工作负载下的优势和劣势。从吞吐量来看，无论工作负载强度如何，Optimus Eco 都处于中间位置。

Optimus Eco 在 8k 基准测试期间的平均延迟图中再次取得了可观但平均的结果，从 0.26 个线程和 2 个队列的 2 毫秒开始，在 7.15 个线程和 16 个队列的最大工作负载下达到 16 毫秒。

与 SanDisk Optimus 在 8 个线程和 16 个队列时出现异常延迟峰值不同，Optimus Eco 在整个 8k 测试协议的同类产品中提供了强大但典型的最大延迟性能。

测量 8k 基准延迟结果的标准偏差，SanDisk Eco 没有提供任何惊喜，标准偏差从 0.43 毫秒开始，在最大线程和队列负载下以 6.54 毫秒结束。

结语

SMART Storage Systems 率先提供基于 eMLC 的企业级 SSD。 SanDisk 今年早些时候对 SMART 的收购将这些关键的工程和知识产权资源引入了内部，因为 Guardian 技术平台证明了自己是确保 MLC NAND 企业性能的强大基础。 Optimus Eco 的基准测试结果表明，SanDisk 相对于 SanDisk 竞争对手提供的 eMLC 技术具有一些优势。最引人注目的是，我们两个综合基准的预处理曲线提供了明确的证据，表明 Optimus Eco 与其同类 Optimus 一样，能够随着时间的推移根据工作负载调整其性能，直到达到稳定状态。

Optimus Eco 预调节曲线与其他同类产品相反，后者通常在预调节开始时提供爆发式的高性能，随着时间的推移逐渐降低性能。虽然有些应用程序的高速爆发可以提供优势，但在许多情况下，部署像 Optimus Eco 这样的 SSD 可以通过智能地适应工作负载来获得性能，这将被证明是有价值的。 Optimus Eco 并未在我们的任何一项基准测试中占据主导地位，而是在各种工作负载中提供一致的性能，这些工作负载可能会在各种情况下发现此 SSD，其多功能性和成熟的技术平台与极具吸引力的性能价格比相结合比率。

优点