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希捷 1200 企业级固态硬盘评测

by StorageReview 企业实验室
希捷1200

Seagate 1200 在高端企业 SSD 业务中占有一席之地,因为 Seagate 是第一批出货 12Gb/s SAS 企业 SSD 的存储供应商之一。 希捷 1200 有 1.8 英寸和 2.5 英寸外形尺寸、7 毫米 z 高度和高达 800GB 的容量。 1200 系列是一款以性能为导向的 SSD,越来越多的主机平台和应用程序可以利用其 12Gb/s 接口。 据 Seagate 称,800GB 和 400GB 型号可以达到峰值连续 128k 吞吐量,读取操作为 750MB/s,写入操作为 500MB/s。


Seagate 1200 在高端企业 SSD 业务中占有一席之地,因为 Seagate 是第一批出货 12Gb/s SAS 企业 SSD 的存储供应商之一。 希捷 1200 有 1.8 英寸和 2.5 英寸外形尺寸、7 毫米 z 高度和高达 800GB 的容量。 1200 系列是一款以性能为导向的 SSD,越来越多的主机平台和应用程序可以利用其 12Gb/s 接口。 据 Seagate 称,800GB 和 400GB 型号可以达到峰值连续 128k 吞吐量,读取操作为 750MB/s,写入操作为 500MB/s。

1200 系列于去年夏天发布 当希捷带着从客户端应用程序到高端企业存储的一系列全新闪存产品来到谈判桌前时。 在推出 Pulsar.2 企业级 SSD 近三年后,在其内部 NAND 工程部门成立五年后,希捷开始努力重振其在闪存市场的地位。 希捷的 NAND 工程资源开始显示出非常积极的回报,他们的 Enterprise Turbo SSHD 在我们最近的评测中非常成功 和  希捷 600 专业版 为其类别发布了令人印象深刻的写入性能和延迟控制。 然后,1200 寻求将希捷的范围向上扩展到最密集的企业工作负载。

1200 提供自加密驱动器 (SED) 和 FIPS SED 型号以及高耐久性型号(每天 25 次驱动器写入,而不是 10 次)。 在采用它的型号上,希捷的终身耐久性管理技术可以监控写入工作负载并通过动态添加写入命令的延迟来响应高磨损水平,降低性能,但确保驱动器在计划结束前不会因写入磨损而需要更换服务。

我们的希捷 1200 评测是针对四个 400GB 驱动器的。

希捷 1200 规格

  • 容量:800GB、400GB、200GB
  • 接口选项:12Gb/s SAS
  • NAND闪存类型:21nmMLC
  • 性能
    • 最大持续数据传输速率 (MB/s):750
    • I/O 数据传输速率,最大值 (MB/s):1200
    • 每秒每瓦 I/O 数 (IOPS/W):27,160 (800GB)、29,650 (400GB)、27,990 (200GB)
    • 顺序读/写命令速率 (MB/s) 峰值,128KB:750/500(800GB 和 400GB),750/400 (200GB)
    • 随机读/写命令速率 (IOPS) 峰值,4KB:110,000/40,000(800GB 和 400GB),110,000/25,000 (200GB)
  • 配置/可靠性
    • 每个位读取的不可恢复读取错误,最大值:每 1E10 16 个
    • 年化故障率 (AFR):0.44%
    • 保修期内写入的总太字节数:14,600 TBW (800GB)、7300 TBW (400GB)、3650 TBW (200GB)
    • 媒体使用有限保修:5 年
  • 电源管理
    • +5/+12V 最大启动电流 (A):0.7/0.4
    • 平均睡眠功率 (W):2.5
    • 平均闲置功率 (W):3.0 (800GB)、2.72 (400GB)、2.89 (200GB)
    • 平均运行功率 (W):4.05 (800GB)、3.71 (400GB)、3.93 (200GB)
  • 环境
    • 内部工作温度 (°C):0 至 60
    • 非工作温度 (°C):−40 至 75
    • 温度变化率/小时,最大值 (°C):20
    • 相对湿度,非冷凝 (%):5 至 95
    • 冲击,0.5 毫秒 (Gs):1000
    • 振动,20Hz 至 2000Hz (Grms):11.08
    • 高度(毫米/英寸):7.0/0.276
    • 宽度(毫米/英寸):70.10/2.76
    • 深度(毫米/英寸):100.45/3.955
    • 重量(克/磅):100/0.220
  • 自加密功能
    • 自动数据加密/解密
    • 受控访问
    • 随机数发生器
    • 驱动锁定
    • 最多16个独立数据段
    • 加密擦除
    • 认证固件下载
    • SANITIZE 命令支持

设计与建造

除了其 1200Gb/s SAS 接口外,Seagate 12 还配备了一个带服务端口和指示驱动器状态和活动的 LED 的金属机箱。 1200 还适合企业级 SSD 市场中不断增长的部分,它围绕纤薄的 7 毫米 z 高度设计,以在不同环境中实现最大兼容性。 这使得它很容易适应为使用 15 毫米 HDD 而设计的传统平台以及新的空间有限的刀片服务器。

打开 Seagate 1200 Enterprise SSD 后,我们发现 Marvell 控制器与 21nm 三星 eMLC NAND 配对。 我们 400GB 样本中的 NAND 布局包括电路板顶部的四个 NAND 封装和底部的四个。

在电路板的底部,可以看到剩余的四个 NAND 封装,以及额外的电容器,用于在发生电源故障时保护传输中的数据。

测试背景和比较

希捷1200 SSD采用Marvell控制器和三星21nm eMLC NAND,接口支持SAS 12Gb/s。 StorageReview Enterprise 测试实验室使用 Supermicro SuperStorage Server 2027R-AR24NV 作为我们的 SAS3 测试平台,其特点是:

  • 2 x Intel Xeon E5-2687 v2(3.4GHz,25MB 缓存,8 核)
  • 英特尔 C602 芯片组
  • 内存 – 256GB (16 x 16GB) 1333Mhz Micron DDR3 Registered RDIMM
  • Windows Server 2012 标准版 – 100GB 美光 RealSSD P400e 启动固态硬盘
  • 3 x Supermicro SAS3 HBA(LSI SAS 3008 控制器)
    • 100GB 美光 P400e Linux CentOS 6.3 启动
    • 200GB 美光 P400m Windows Server 2012 启动
    • 100GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 boot (Sysbench) w/ Micron M500 960GB 用于数据库存储
  • Mellanox ConnectX-3 双端口 VPI PCIe 3.0 适配器

我们将 Seagate 1200 与目前具有 12Gb/s SAS 接口的其他 eMLC SSD 进行比较:

  • 日立SSD800MM (400GB,Intel联名DB29AA11B0控制器,Intel 25nm MLC NAND,12.0Gb/s SAS)
  • 东芝 PX02SM (400GB,Marvell联名TC58NC9036GTC主控,东芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)
  • 东芝 PX02SM (800GB,Marvell联名TC58NC9036GTC主控,东芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)
  • 东芝 PX02SS (400GB,Marvell联名TC58NC9036GTC主控,东芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)

应用性能分析

为了了解企业存储设备的性能特征,必须对实时生产环境中的基础架构和应用程序工作负载进行建模。 因此,我们对 Seagate 1200 SSD 的前三个基准测试是 MarkLogic NoSQL 数据库存储基准, 通过 SysBench 的 MySQL OLTP 性能Microsoft SQL Server OLTP 性能 具有模拟的 TCP-C 工作负载。

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。 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。

HGST SSD800MM 在同类产品中保持着决定性的领先优势,在合并读取和合并写入操作期间仅偶尔出现峰值。

PX02SS 比我们之前在 PX02SM SAS3 SSD 上记录的内容有了很大改进。 在测试期间,它的大部分延迟都保持在 10 毫秒以下。

PX02SM 架构未针对我们的 NoSQL 工作负载的访问模式进行优化,触发延迟在整个协议中达到或超过 9 毫秒的标准化最大值。

第一个应用程序基准包括 通过 SysBench 测量的 Percona MySQL OLTP 数据库. 在这个配置中,我们使用一组 联想 ThinkServer RD630s 作为数据库客户端和存储在单个驱动器上的数据库环境。 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。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的数据库中使用 Fusion-io 闪存感知应用程序 API,尽管为了进行比较,我们在其“传统”块存储模式下测试了每个设备。

就 MySQL 的整体性能而言,希捷 1200 在同类驱动器中垫底,尽管它在我们工作负载的高端的性能与东芝 PX02SM 同类产品没有什么不同。

Seagate 1200 的平均延迟结果反映了吞吐量结果; 希捷 1200 具有最高的平均延迟,尽管希捷 1200 和东芝 PX02SM 400GB 在 MySQL 工作负载的顶端都经历了接近 20 毫秒的延迟。

在我们对 MySQL 基准测试中最坏情况延迟的测量中,希捷 1200 优于所有东芝同类产品。

StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 测试协议 采用事务处理性能委员会基准 C (TPC-C) 的当前草案,这是一种在线事务处理基准,模拟复杂应用程序环境中的活动。 TPC-C 基准比综合性能基准更接近于衡量数据库环境中存储基础设施的性能优势和瓶颈。 我们的 SQL Server 协议使用 685GB(3,000 规模)的 SQL Server 数据库,并测量 30,000 个虚拟用户负载下的事务性能和延迟。

对于本次审查,我们将比较驱动器,每个驱动器都被 Windows Server 配置为镜像存储空间。 希捷 1200 的性能仅次于 HGST SSD800MM,达到 6,303.3 TPS。

希捷 1200 还在我们迄今为止进行的基准测试的所有 12Gb/s SAS eMLC SSD 中获得了第二名的平均延迟结果。

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,这意味着闪存存储必须在每个 fio 综合基准 以确保基准是准确的。 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。 我们对东芝 PX02SS 的综合工作负载分析使用了两个广泛用于制造商规范和基准测试的配置文件。

  • 4k
    • 100% 读取和 100% 写入
  • 8k
    • 70% 读取/30% 写入

在 4k 综合基准测试的预处理过程中,希捷 1200 的吞吐量性能开始时比任何同类产品都要高,然后进入与东芝 PX02SS 非常相似的曲线,并列第二,仅次于 HGST SSD800MM。

在持续近 20 分钟的同类最佳平均延迟爆发后,希捷 1200 的平均延迟保持在略高于 PX02SS 的水平,在同类产品中排名第三。

在最大延迟方面,希捷 1200 在 4k 预处理过程中优于东芝同类产品,但无法达到 HGST SSD800MM 的一致性。

4k 预处理期间的标准偏差计算并未显示希捷 1200 有任何意外,在爆发后继续其第二名的表现。

4k 基准测试的最终结果将 Seagate 1200 在读取性能方面垫底,为 105,329 IOPS,在写入性能方面以 41,284 IOPS 接近第三名。

虽然希捷 1200 的 2.43k 读取操作的平均延迟相对较差,为 4 毫秒,但它再次以 6.20 毫秒的写入延迟位居第三。

我们在希捷 4 的 1200k 综合基准测试中测得的最大延迟是第二高的,仅次于我们在测试 HGST SSD18.5MM 时测得的峰值 800 毫秒。 在写入操作方面,结果正好相反,希捷 1200 与仅次于 HGST 的希捷 XNUMX 具有可比性。

通过计算在我们的 4k 基准测试期间测得的延迟标准偏差,我们确认希捷 1200 在同类产品中的读取延迟差异最大,为 1.26 毫秒,但在写入操作期间表现更好,3.47 毫秒的标准偏差仅次于HGST SSD800MM。

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%。 在以同类产品中最差的性能开始后,Seagate 1200 在预处理曲线的第一个小时内达到了爆发式增长。 预调节结束时,Seagate 1200 达到稳定状态,IOPS 略低于 37,500。

希捷 1200 在突发周期后的延迟也最高。

与东芝 PX02SM 800GB 一起,希捷 1200 在 8k 70/30 预调节期间经历了最显着的最大延迟。

在 8k 70/30 预处理期间通过标准偏差测量的延迟结果的一致性使 Seagate 1200 在我们迄今为止进行基准测试的 12Gb/s SAS 驱动器中排名最后。

驱动器经过预处理后,8k 70/30 吞吐量基准会改变工作负载强度,从 2 个线程和 2 个队列到 16 个线程和 16 个队列。 Seagate 1200 在整个工作负载变化过程中保持最低的 8k 吞吐量结果。

就平均延迟而言,希捷 1200 再次始终排在最后一位,尽管其结果与东芝 PX02SM 没有明显差异。

Seagate 1200 在线程数和队列深度的多种不同组合下经历了异常的延迟峰值。

根据标准偏差测量,希捷 1200 在 8k 70/30 协议期间经历了最不一致的延迟。

结论

在 12Gb/s 采用的早期阶段,Seagate 1200 表明该公司正在认真争取最苛刻的企业 SSD 用例的市场份额。 希捷在新的 600 和 1200 系列硬盘上积累了多年的 SSD 经验; 但是闪存中的希捷血统常常被遗忘。 希捷是企业级 SSD 领域的早期参与者之一,但在过去的几年里,他们并没有对此给予太多关注,而是在等待时间获得市场希望从希捷看到的明确信息。 随着高速 15K 和 10K 驱动器的市场份额开始被闪存侵蚀,希捷采取更积极行动的时机恰到好处,其面向客户和企业市场的新闪存产品凸显了这一点。

希捷 1200 在我们的 SQL Server TPC-C 基准测试中展示了很有前途的能力,仅低于 HGST SSD800MM,但在其他方面表现不佳。 在我们的 MySQL TPC-C 基准测试以及我们的 MarkLogic NoSQL 测试中,希捷 1200 与其竞争的 HGST SSD800MM 和东芝 PX02SS 相比表现不佳。 在我们的综合测试中,希捷 1200 根据测试阶段的不同进入了中间或下部。 它提供了超过 SSD4MM 的最高 800K 写入突发速度,但在稳定状态下仅低于 PX02SS。 在我们的 8k 70/30 工作负载中,它以大约 3 IOPS 的稳态速度排在 SAS37,500 包的底部。

根据其批量定价,希捷将在不断增长的企业闪存市场中找到适合 1200 用途的领域。 Seagate 是一个值得信赖的品牌,显然其基础架构已到位以支持该产品。 从工程和性能的角度来看,1200 SSD 最值得注意的是,它表明希捷的 SSD 部门很活跃,并且能够设计出接近企业级 SSD 现有产品性能的驱动器,即使它尚未达到与其他高端性能相当的驱动器规模。

优点

  • 我们的 Microsoft SQL Server 应用程序基准测试结果出色
  • 出色的 4K 随机写入突发速度

缺点

  • 综合基准​​测试表现不佳,尤其是 8k 70/30 协议
  • MySQL 和 NoSQL 测试中的应用程序性能较弱

底线

希捷 1200 企业级固态硬盘在数据库应用程序基准测试中表现出色,展示了希捷制造和分销优质企业级固态硬盘的能力。

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