目前，在企業級 SSD 營銷方面，NVMe 和大容量 SAS 驅動器佔據了大部分的頭條新聞。 但在它們更顯眼的表兄弟背後是一整套 SATA 固態硬盤，它們佔據了整體固態硬盤出貨量的最大份額。 企業 SATA SSD 通常進一步細分為讀取密集型和寫入密集型類別。 在一些異常情況下，供應商也可能會提供混合用途的驅動器來覆蓋所有的基礎。 實際上，這些驅動器的核心都是相同的，主要區別僅在於過度配置和固件。 過度配置通常決定了驅動器的可用容量和耐用性屬性。 在本綜述中，我們採用了一種非標準方法。 我們的 SSD 評論通常是深入研究單個驅動器。 在這種情況下，我們列出了來自英特爾、東芝、三星、美光和閃迪的五款領先的讀取密集型 SSD 產品，以了解它們在這個利潤豐厚的細分市場中的表現如何。
測試背景和比較
StorageReview企業測試實驗室提供靈活的架構，用於在與管理員實際部署環境相近的環境中對企業儲存設備進行基準測試。該實驗室整合了各種伺服器、網路、電源調節和其他網路基礎設施，使我們的工作人員能夠模擬真實環境，從而在評測過程中準確評估設備效能。
我們在評測中融入了實驗室環境和測試流程的詳細內容，以便IT專業人員和儲存採購負責人能夠了解我們取得以下結果的條件。我們所有的評測均未接受被測設備製造商的付費或監督。有關StorageReview企業測試實驗室及其網路功能的更多詳情，請參閱相關頁面。
本次審查的可比性
- 英特爾 3520 1.6TB
- 美光 5100 ECO 1.92TB
- 三星 PM863a 1.92TB
- 閃迪 CloudSpeed Eco Gen2 1.92TB
- 東芝 HK4R 1.92TB
應用程序工作負載分析
為了解企業級儲存設備的效能特徵，必須對實際生產環境中的基礎架構和應用工作負載進行建模。因此，我們針對RI SSD組的首批基準測試包括使用SysBench測試MySQL OLTP效能，以及使用模擬TCP-C工作負載測試Microsoft SQL Server OLTP效能。在我們的應用工作負載測試中，每個硬碟將運行2-4個配置相同的虛擬機器。
SQL Server 性能
每個 SQL Server VM 都配置有兩個虛擬磁盤：100GB 卷用於啟動，500GB 卷用於數據庫和日誌文件。 從系統資源的角度來看，我們為每個虛擬機配置了 16 個 vCPU、64GB DRAM 並利用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。 雖然我們之前測試的 Sysbench 工作負載在存儲 I/O 和容量方面使平台飽和，但 SQL 測試正在尋找延遲性能。
本次測試使用執行在 Windows Server 2012 R2 虛擬機器上的 SQL Server 2014，並由戴爾資料庫基準測試工廠進行壓力測試。 StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 測試協定採用事務處理效能委員會 (TPPC) 基準測試 C (TPC-C) 的最新草案，TPC-C 是一款線上事務處理基準測試，可模擬複雜應用程式環境中的活動。與合成效能基準測試相比，TPC-C 基準測試更能準確評估資料庫環境中儲存基礎架構的效能優勢和瓶頸。本次評測中，每個 SQL Server 虛擬機器執行個體都使用 333GB（1,500 規模）的 SQL Server 資料庫，並在 15,000 個虛擬使用者的負載下測量交易效能和延遲。
SQL Server 測試配置（每個虛擬機）
- 在Windows Server 2012 R2
- 存儲空間：分配 600GB，使用 500GB
- SQL Server 2014的
- 數據庫大小：1,500 規模
- 虛擬客戶端負載：15,000
- 內存緩衝區：48GB
- 測試時長：3 小時
- 2.5 小時預處理
- 30分鐘採樣期
SQL Server OLTP 基準工廠主機
- 美超微 SuperServer 2028U-TNR4T+
- 雙 Intel E5-2699 v3 CPU（2.3GHz，18 核，45MB 緩存）
- 768GB 內存（32GB x 24 DDR4，每個 CPU 384GB）
- CentOS 7.2的
- 美超微AOC-S3008L-L8i HBA
在我們的 SQL Server TPC-C 工作負載中，觀察事務性能，我們發現性能存在巨大差異，東芝 HK4R 和三星 PM863a 分別以 6,245.7 和 6,224TPS 領先，而英特爾 3520 以 3,796.7TPS 落後。
深入研究 SQL Server 中的平均延遲，驅動器之間的差異變得更加顯著。 東芝 HK4R 和三星 PM863a 再次以 61 毫秒和 78 毫秒領先，美光 5100 ECO 躍升至 973 毫秒，閃迪 CloudSpeed Eco Gen2 為 1,151，最後是英特爾 3520，峰值為 3,161 毫秒。
系統性能
下一個應用基準測試是使用SysBench 對Percona MySQL OLTP 資料庫進行測量。此測試測量平均 TPS（每秒交易數）、平均延遲以及平均第 99 個百分位延遲。
每個Sysbench虛擬機器都配置了三個虛擬磁碟：一個用於啟動（約 92GB），一個用於預先建置的資料庫（約 447GB），第三個用於待測資料庫（270GB）。從系統資源角度來看，我們為每個虛擬機器配置了 16 個虛擬 CPU、60GB DRAM，並使用了 LSI Logic SAS SCSI 控制器。
Sysbench 測試配置（每個虛擬機）
- 中央操作系統 6.3 64 位
- Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1
- 數據庫表：100
- 數據庫大小：10,000,000
- 數據庫線程：32
- 內存緩衝區：24GB
- 測試時長：3 小時
- 2 小時預處理 32 個線程
- 1 小時 32 個線程
Sysbench OLTP 主機
- 美超微 SuperServer 2028U-TNR4T+
- 雙 Intel E5-2699 v3 CPU（2.3GHz，18 核，45MB 緩存）
- 768GB 內存（32GB x 24 DDR4，每個 CPU 384GB）
- CentOS 7.2的
- 美超微AOC-S3008L-L8i HBA
在平均每秒事務數指標中，我們看到讀取密集型驅動器之間的另一個較大差異，東芝 HK4R 以 1,787.4TPS 的總和領先，美光 5100 ECO 以 1,092.7TPS 落後於該組。 三星再次接近第二名，緊隨其後的是性能差異很大。
比較不同讀取密集型 SATA SSD 之間的平均延遲，我們測得東芝 HK71.7R 的平均起始時間為 4 毫秒，三星 PM72.3a 為 863 毫秒，閃迪 CloudSpeed Eco Gen78 為 2 毫秒，英特爾 109.9 為 3520 毫秒，而英特爾 117 為 5100 毫秒。美光 XNUMX 生態。
在第 99 個百分位上有一個微妙的變化，三星 PM863a 以 134 毫秒的最一致延遲傳播領先，而英特爾 3520 落後於該組，測量值為 233.4 毫秒。
企業綜合工作負載分析
快閃記憶體效能會隨著磁碟機逐漸適應工作負載而變化，這意味著在進行每次fio 綜合基準測試之前，必須對快閃記憶體儲存進行預處理，以確保基準測試的準確性。所有可比較的驅動器均預先設定為穩定狀態，並施加 16 個執行緒的高負載，每個執行緒的未處理佇列為 16。
預處理和初級穩態測試：
- 吞吐量（讀+寫 IOPS 聚合）
- 平均延遲（讀+寫延遲一起平均）
- 最大延遲（峰值讀取或寫入延遲）
- 延遲標準偏差（讀+寫標準偏差一起平均）
預處理完成後，每個設備都會在多個線程/隊列深度配置文件中按時間間隔進行測試，以顯示輕度和重度使用情況下的性能。 我們對 RI SATA SSD 的合成工作負載分析側重於一個配置文件，即我們的 8K 70/30 混合隨機工作負載。重要的是要考慮到合成工作負載永遠不會 100% 代表生產工作負載中看到的活動，並且在某些方面不准確地描述在現實世界中不會發生的場景中駕駛。
- 8k
- 70% 讀取/30% 寫入
FIO主機
- 美超微 SuperServer 2028U-TNR4T+
- 雙 Intel E5-2699 v3 CPU（2.3GHz，18 核，45MB 緩存）
- 768GB 內存（32GB x 24 DDR4，每個 CPU 384GB）
- CentOS 7.2的
- 美超微AOC-S3008L-L8i HBA
我們的 8k 基準測試使用 70% 的讀取操作和 30% 的寫入操作。 在我們的吞吐量測試中，美光 5100 Eco 一開始就處於領先地位，並且能夠在整個測試過程中保持領先。 美光 5100 Eco 的峰值為 46,137 IOPS，而三星 PM863 始終落後不多。
從平均延遲來看，美光 5100 Eco 的延遲最低，幾乎不及在整個基準測試中並駕齊驅的三星 PM863。
最大延遲讓三星 PM863 在所有驅動器中以最低的延遲位居榜首，儘管它與 SanDisk 來回交易。
在標準偏差方面，三星和美光再次爭奪頭把交椅。 雖然很難在圖表上看出，三星在大部分測試中的延遲最低，但在接近尾聲時略微落後於美光。
結語
SATA 企業級 SSD 市場正在蓬勃發展，這在很大程度上要歸功於軟件定義的存儲和 HCI 部署，它們可以有效地管理 SATA 驅動器並仍然提供組織期望的存儲服務。 例如，VMware vSAN 採用基於緩存的方法，其中部署中的大部分 SSD 都是 SATA 驅動器。 得益於數據縮減技術（壓縮、重複數據刪除），1.92TB SATA SSD（如果是英特爾，則為 1.6TB）可以提供 2-5 倍的有效容量，同時保持較低的成本配置文件。 這些更靈活的存儲系統的爆炸式增長無疑預示著整個 SATA SSD 類別。
市場趨勢使現在成為了解最容易獲得的企業級 SSD 存儲類別、讀取密集型 SATA 驅動器的最佳時機。 有趣的是，其中一些驅動器有點老舊，有些採用了不同的容量點策略，但所有這些驅動器都在當今市場上，並且是該類別中每個供應商提供的最佳產品。 在我們的測試中，結果很明顯，東芝和三星在應用程序性能方面領先，其中東芝位居榜首。 在我們的綜合工作負載中，美光 5100 ECO 位居榜首，排在三星 PM863a 和東芝 HK4R 之前，儘管這些結果並未轉化為我們的應用測試。
最後東芝是領先者，三星緊隨其後； 對客戶來說，真正的問題在於定價。 其他三款硬盤很難找到推薦的方法，尤其是Intel，除了性能不佳外，其他廠商的320GB容量也不退。
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