东芝 PX03SN 企业级固态硬盘评测 (800GB)

by StorageReview 企业实验室 on 2014 年 5 月 19 日

企业版 ◇ SSD

PX03SN 是东芝为希望利用快速发展的轻型企业 SSD 利基市场的客户提供的最新选择。 PX03SN 是一款读取密集型企业 SSD，它利用 19 纳米东芝 MLC NAND 执行需要企业读取性能的任务，例如主机服务器存储和缓存，其中写入操作的总量低于 PX03SN 的额定每天一个完整驱动器写入。

PX03SN于 2013 年 12 月首次发布，是东芝 PX 系列固态硬盘的一员，该系列采用双端口 SAS3 接口和东芝四重摆动码纠错技术。与 PX 系列的其他产品一样，PX03SN 也提供配备加密擦除技术的安全型号。PX03SN 定位于东芝 PX02SS 等高性能企业级固态硬盘和所谓的准专业级或发烧级固态硬盘之间，后者也开始应用于一些对耐用性要求较低、预算有限的非标企业级应用。

PX03SN 的容量从 200GB 到 1.6TB 不等，采用 7 毫米 2.5 英寸外形尺寸和 SAS 12Gb/s 接口，并提供五年保修。我们的评测模型是一个 800GB 容量的驱动器。

东芝 PX03SN SSD 规格

容量（标准模型、自加密模型）
1600GB (PX03SNB160, PX03SNU020)
800GB (PX03SNF080, PX03SNU040)
400GB (PX03SNF040, PX03SNU080)
200GB (PX03SNF020, PX03SNQ160)
与非：19nm MLC
接口：SAS3双口12.0Gbit/s
外形（高度）：2.5″ 15.0mm (1,600GB)，7.0mm
扇区大小：512B、520B、528B、4096B、4104B、4160B 和 4224B
性能：
- 顺序读取 64KB：
  - 1060MB/秒（1.6TB）
  - 1100MB/秒（200GB、400GB、800GB）
- 顺序写入 64KB：380MB/s
- 随机读取 4KB：130,000IOPS
- 随机写入 4KB：26,000IOPS
功耗就绪（空闲 A）：
- 3.6W 典型值。 (1.6TB)
- 2.7W 典型值。 (200GB, 400GB, 800GB)
功耗效率：
- 19,500IOPS/W (1.6TB)
- 24,400IOPS/W（200GB、400GB、800GB）
MTTF (MPOH)：2,000,000 小时
产品寿命：5年
温度：
- 工作：0 至 55ºC
- 非工作：-40 至 70℃
振动（工作）：21.27m/s² (2.17Grms) (5 至 800Hz)
振动（非工作）：159.74m/s² (16.3Grms) (20 至 2000Hz)
冲击（工作）：9,800m/s² (1,000G) / 0.5 毫秒持续时间
冲击（非工作）：9,800m/s² (1,000G) / 0.5 毫秒持续时间
断电保护：是

设计与建造

东芝最新的企业级 SSD 使用 7 毫米 z 高度，而不是 15 毫米，后者直到最近一直是主要的企业级 SSD 外形尺寸。 PX03SN 的每个容量都使用 2.5 英寸、7 毫米的冲压铝机身，但 1.6TB 型号除外，它使用 15 毫米的底盘。

PX03SN 使用双端口 12Gb/s SAS3 接口，可向后兼容 6Gb/s SAS2 背板。

我们的 800GB 评测型号使用 Marvell TC58NC9036GTC 联合品牌控制器和 16 个 Toshiba 的 19nm MLC NAND 芯片封装。

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。

我们的东芝 PX03SN 800GB 评测型号使用 Marvell TC58NC9036GTC 联合品牌控制器和 16 个东芝 19nm MLC NAND 芯片封装。本次审查的可比性：

日立SSD800MH （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）
希捷1200 （400GB，Marvell 控制器，21nm 三星 eMLC NAND，12Gb/s SAS）

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

应用性能分析

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架构和应用工作负载进行建模。由于目前我们只能访问一块 PX03SN 硬盘，因此无法进行需要四块 SSD 的MarkLogic NoSQL 数据库存储基准测试。因此，针对 PX03SN 的应用分析将仅限于通过 SysBench 测试 Percona MySQL OLTP 性能以及使用模拟 TCP-C 工作负载测试 Microsoft SQL Server OLTP 性能。

通过 SysBench 对 Percona MySQL 数据库进行测试，可以测量使用一组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的 OLTP 活动性能。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 在其最新版本的数据库中都使用了 Fusion-io 闪存感知应用程序 API，但为了便于比较，我们在此测试中仍使用它们传统的块存储模式。

Toshiba PX03SN 800GB 是迄今为止 MySQL 基准测试中表现最好的三款产品之一。在线程数的变化中，PX03SN 保持了与东芝 PX03SS 和日立 SSD800M 相当的强大 TPS 性能。

Toshiba PX03SN 在整个 MySQL 协议中始终保持低延迟，其结果也使它在该指标中名列前三。在 32 个线程下，PX03SN 测得的最高平均延迟为 15.01 毫秒。

Sysbench 平均第 99 个百分位图突出显示了我们的可比较对象在最坏情况下的延迟性能。通过这种衡量，PX03SN 没有保持其前三名的成绩，但表现接近中间位置，以比我们测试过的任何容量 PX03SM 更低的延迟完成。

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 测试协议使用一个 685GB（3,000 规模）的 SQL Server 数据库，并在 30,000 个虚拟用户的负载下测量事务性能和延迟。

东芝 PX03SN 以 02TPS 略微落后于 PX6,181.6SM，在我们的三个 03GB 同类产品中排名第三。

日立 SSD800MM 平台和东芝 PX 系列之间的差异在 SQL Server 基准测试期间的平均延迟方面更为明显。 PX03SN 在三者中经历了最高的平均延迟，为 111 毫秒。

企业综合工作负载分析

闪存性能会随着驱动器逐渐适应工作负载而变化，这意味着在进行每次fio 综合基准测试之前，必须对闪存存储进行预处理，以确保基准测试的准确性。所有用于对比的驱动器均使用厂商提供的工具进行安全擦除，并在 16 个线程的高负载下（每个线程有 16 个未完成任务）进行预处理，使其达到稳定状态。

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 PX02SN 的综合工作负载分析使用了两个在制造商规范和基准测试中广泛使用的配置文件。

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

在 90k 写入预处理的前 4 分钟内，东芝 PX03SN 排名第二，仅次于日立 SSD800MH。

东芝 PX03SN 在预调节期间还获得了强劲的平均延迟结果，在突发阶段开始接近 5.20 毫秒，在接近稳态期间稳定在接近 5.65 毫秒的平均延迟。

虽然 PX03SN 没有像许多同类产品那样严格管理其 4k 写入最大延迟结果，但它没有出现任何异常延迟峰值，并且从预处理的第三个小时开始，PX03SM 的最大延迟分数不断提高。

标准偏差计算使 PX03SN 的延迟性能结果的一致性更容易可视化，并巩固其在 4k 写入预处理期间的第二名的整体性能。

在主要的 4k 综合基准测试中，东芝 PX03SN 能够以 800 IOPS 的读取操作和 117,733 IOPS 的写入操作，超越其 PX 系列兄弟姐妹，获得仅次于日立 SSD45,507MH 的性能。

4k 工作负载的平均延迟结果继续将 PX03SN 排在第二位，仅次于 SSD800MH。

PX03SN 无法与 PX4SS 更严格的 03k 读取延迟容差或 SSD800MH 的写入延迟相匹配，但在我们迄今为止进行的基准测试中，再次以明显的第二好的整体性能结束。

标准偏差结果还表明东芝 PX03SN 能够将 4k 传输延迟保持在一致的范围内。

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%。在使 PX03SN 更接近 Hitachi SSD800MH 和 Toshiba PX03SS 的更强爆发性能之后，PX03SN 在这些顶级性能与性能较低的 PX03SM 和 Seagate 1200 可比较产品之间进入稳定状态。

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。 Toshiba PX03SN 在大约 3ms 时爆发并在 5.4ms 附近稳定到稳定状态。

东芝 PX03SN 在 8k 70/30 预处理期间的最大延迟结果振荡到接近 50 毫秒，这是我们的同类产品中的一些较高值，但 PX03SN 没有遇到任何特别显着的延迟尖峰，除了协议开始附近的一个异常1,534.33 毫秒。

8k 70/30 预处理的标准偏差计算将最大延迟异常置于接近稳定状态期间在其他方面一致且不显着的延迟配置文件的上下文中。

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。东芝 PX03SN 在工作负载方面始终优于 PX03SM 和希捷 1200 同类产品，但仍低于吞吐量PX02SS和日立SSD800HM的性能。

东芝 PX03SN 在 8k 70/30 基准测试期间的平均延迟测量中也找到了中间地带。

8k 70/30 基准测试期间的最大延迟结果证明是 PX03SN 在该基准测试中的薄弱环节，因为它与希捷 1200 争夺我们同类产品中最高的延迟值。

以标准偏差衡量，东芝 PX03SN 和希捷 1200 在我们的 8k 70/30 综合基准测试中再次争夺垫底位置，尽管这两款驱动器在任何特定工作负载组合下的结果都非常差。

结语

PX03SN 利用东芝的 19 纳米 NAND 以及该公司与 Marvell 的长期合作关系来设计一款强大的 SSD，这将对转向 SAS3 标准的管理员以及正在寻找轻型企业 SSD 并希望避免使用 SAS03 标准的管理员具有吸引力。专业消费者 SSD 标签外。许多企业购买者会发现 PXXNUMXSN 更适合轻型企业工作，这要归功于其接口，而大多数其他轻型企业驱动器使用 SATA。

虽然我们无法访问多个驱动器以便在我们的 VMmark 或 NoSQL 应用程序测试中对 PX03SN 进行基准测试，但 PX03SN 在我们其余的应用程序和综合基准测试中取得了非常可观的结果。在我们的 Sysbench MySQL 测试中，它名列前茅，仅次于 PX02SS。在我们的 SQL Server 基准测试中，性能落后于 PX02SN。转向综合测试，PX03SN 在 4K 随机读写性能中排名中上，在我们的 8k 70/30 工作负载中排名中间。

如果 PX03SN 的价格具有竞争力，它可以为需要高性能 SAS3 存储但不需要东芝 PX02SS 等驱动器的更高写入耐久性的企业提供很多服务。

优点