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金士頓 SSDNow E100 企業級固態硬盤評測

by 凱文·奧布萊恩

金士頓 SSDNow E100 是金士頓首款專為新興入門級企業市場設計的 SSD 產品,該市場依賴企業 MLC NAND 提供專為大量讀取密集型工作負載設計的低成本企業級硬盤。 不要讓低成本目標欺騙了您,E100 始終是非常企業級的。 金士頓使用 SandForce SF-2500 企業級 SSD 控制器為驅動器和東芝的 eMLC Toggle NAND 供電。 E100 還具有電源故障支持功能,以確保傳輸中的數據安全地進入 NAND,並提供大約 20% 的 NAND 超額配置,這有利於 SSD 耐用性和性能。


金士頓 SSDNow E100 是金士頓首款專為新興入門級企業市場設計的 SSD 產品,該市場依賴企業 MLC NAND 提供專為大量讀取密集型工作負載設計的低成本企業級硬盤。 不要讓低成本目標欺騙了您,E100 始終是非常企業級的。 金士頓使用 SandForce SF-2500 企業級 SSD 控制器為驅動器和東芝的 eMLC Toggle NAND 供電。 E100 還具有電源故障支持功能,以確保傳輸中的數據安全地進入 NAND,並提供大約 20% 的 NAND 超額配置,這有利於 SSD 耐用性和性能。

E100 使用帶有 SATA 接口的標準 2.5 英寸機身,雖然它只有 7 毫米,使其不僅適用於帶有 SFF 托架的服務器,而且適用於電信設備和其他需要將驅動器安裝在狹窄空間內的設備等應用. 金士頓提供三種容量的驅動器,100GB、200GB 和 400GB,每種都提供高達 535MB/s 的連續讀取和 500MB/s 的連續寫入速度。 更重要的是持續速度,金士頓在我們的 59,000GB 評測模型中引用了 4 IOPS 隨機 72,000k 讀取和 4 IOPS 隨機 200k 寫入。

金士頓是為數不多的不僅披露支持的驅動器耐用性,而且還在 SMART 輸出中共享該數據點的公司之一。 由於這些 SSD 將主要用於讀取環境,因此耐用性可能不是一個值得關注的問題,但即便如此,我們還是很高興看到金士頓披露它。 100GB、200GB 和 400GB 分別支持 428TB、857TB 和 1714TB 的總寫入字節數 (TBW)。 金士頓為 E100 提供三年保修,一般來說這對企業來說很輕,五年保修是常態,即使在入門級企業級 SSD 領域也是如此。

金士頓 SSDNow E100 規格

  • 容量
    • 100GB – SE100S37/100G
      • 順序讀取 – 535MB/s
      • 順序寫入 – 500MB/s
      • 持續隨機 4k 讀/寫 – 47,000/81,000 IOPS
      • 功率 – 0.5W (TYP) 空閒/1.2W (TYP) 讀取/2.7W (TYP) 寫入
      • 寫入的總字節數 (TBW) – 428TB
    • 200GB – SE100S37/200G
      • 順序讀取 – 535MB/s
      • 順序寫入 – 500MB/s
      • 持續隨機 4k 讀/寫 – 59,000/72,000 IOPS
      • 功率 – 0.5W (TYP) 空閒/1.2W (TYP) 讀取/3.1W (TYP) 寫入
      • 寫入的總字節數 (TBW) – 857TB
    • 400GB – SE100S37/400G
      • 順序讀取 – 535MB/s
      • 順序寫入 – 500MB/s
      • 持續隨機 4k 讀/寫 – 52,000/37,000 IOPS
      • 功率 – 0.5W (TYP) 空閒/1.2W (TYP) 讀取/5.0W (TYP) 寫入
      • 寫入的總字節數 (TBW) – 1714TB
  • SandForce SF-2500 控制器
  • 東芝 eMLC NAND(30,000 P/E 週期)
  • 企業 SMART 工具:可靠性跟踪、使用情況統計、剩餘壽命、磨損均衡、溫度、驅動器壽命保護
  • 外形尺寸:2.5 英寸,7 毫米
  • 接口:SATA Rev. 3.0 (6Gb/s)
  • 三年保修和技術支持
  • 尺寸:69.85mm X 100mm X 7mm
  • 儲存溫度:-40 ~ 85°C
  • 工作溫度:0 ~ 70°C
  • 修剪:不支持
  • 平均無故障時間:10,000,000 小時

影片總覽

設計與拆解

金士頓 SSDNow E100 採用 7 毫米高的外形規格,這使其與專為 SFF 驅動器設計的工作站和企業服務器具有出色的兼容性。 纖薄的外殼還使其在需要超高密度 SSD 存儲的應用中佔據一席之地,例如 EchoStreams 48 盤位閃存陣列。

從前面看,金士頓 SSDNow E100 包括一個標準的 SATA 端口,儘管在警告標籤上您必須拉下才能連接它,但金士頓告訴您只能將它連接到 HBA 和 RAID 卡,而不是標準的板載 SATA 連接。

在 E100 內部,我們發現了大多數金士頓固態硬盤上常見的導熱墊。 這些設計用於從 NAND 和 SandForce 控制器等有源組件中吸走熱量。 金士頓幾乎在所有消費類 SSD 中都包含這些,這在行業中並不常見。

為保護傳輸中的數據,金士頓包含電容器,用於在發生電源故障時將數據刷新到 NAND。 這些在大多數使用某種形式的寫緩存的企業驅動器上都可以找到。

在金士頓 SSDNow E100 Enterprise SSD 內部,我們發現了 Toshiba eMLC Toggle NAND,以及 SandForce SF-2500 控制器。 電路板上的 NAND 配置設置為將八個 16GB 片焊接到頂部,另外將 16GB 片焊接到底部。

底部包括 128GB 的​​ RAW NAND,以及支持 E100 SSD 電源故障功能所需的電容器。

測試背景和比較

我們的金士頓 200GB SSDNow E100 SSD 使用 SandForce SF-2500 控制器和 Toshiba 24nm eMLC NAND,帶有 SATA 3.0 接口。 製造商繼續將 eMLC 設備推向市場,並且在我們的實驗室中有大量可比較的選擇,我們能夠將 SSDNow E100 等驅動器與類似指定的 SSD 進行基準測試。

本次審查的可比性:

  • 英特爾SSD 710 (200GB,英特爾 PC29AS21BA0 控制器,英特爾 25 納米 eMLC NAND,3.0Gb/s SATA)
  • 三星SM825 (200GB,三星 S3C29MAX01-Y330 控制器,三星 30nm eMLC NAND,3.0Gb/s SATA)
  • 日立SSD400M (400GB,英特爾 EW29AA31AA1 控制器,英特爾 25 納米 eMLC NAND,6.0Gb/s SAS)
  • PureSi影S1 (200GB,SandForce SF-2500 控制器,東芝 24nm eMLC NAND,6.0Gb/s SATA)

所有企業 SSD 都在我們的企業測試平台上進行基準測試 聯想ThinkServer RD240. ThinkServer RD240 配置有:

  • 2 個英特爾至強 X5650(2.66GHz,12MB 緩存)
  • Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 位和 CentOS 6.2 64 位
  • 英特爾 5500+ ICH10R 芯片組
  • 內存 – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
  • LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA

企業綜合工作負載分析

閃存性能在每個存儲設備的整個預處理階段各不相同。 我們的企業存儲基準流程首先分析驅動器在徹底預處理階段的運行方式。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行安全擦除,在 16 個線程的重負載下使用相同的工作負載預處理到穩定狀態,每個線程有 16 個未完成隊列,然後按設定的時間間隔進行測試在多個線程/隊列深度配置文件中顯示輕度和重度使用情況下的性能。

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)

我們的企業綜合工作負載分析包括四個基於實際任務的配置文件。 開發這些配置文件是為了更容易與我們過去的基準測試以及廣泛發布的值(例如最大 4K 讀寫速度和 8K 70/30,通常用於企業驅動器)進行比較。 我們還包括兩個傳統的混合工作負載,傳統的文件服務器和網絡服務器,每個都提供廣泛的傳輸大小組合。

  • 4K
    • 100% 讀取或 100% 寫入
    • 100% 4K
  • 8K 70/30
    • 70% 讀取,30% 寫入
    • 100% 8K
  • 文件服務器
    • 80% 讀取,20% 寫入
    • 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
  • 網絡服務器
    • 100% 閱讀
    • 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k

在我們第一個查看 4K 隨機寫入活動完全飽和的測試中,金士頓 SSDNow E100 處於中間位置,比類似規格的 PureSi Kage K1 稍微快一點。

切換到延遲視圖,與 PureSi 相比,基於 eMLC 的金士頓 E100 的響應時間稍快。

鑑於金士頓 SSDNow E100 和 PureSI KAge K1 SSD 均基於 SandForce SF-2500 和 eMLC,因此在我們的最大延遲 4K 測試中看到它們都提供鏡像也就不足為奇了。

金士頓 E100 和 Kage K1 的標準偏差幾乎相同,低於三星 SM825 和日立 SSD400M,但高於英特爾 SSD 710。

在我們的預處理過程之後,金士頓 SSDNow E100 的最終平均速度產生了 19,195 IOPS 4K 讀取和 7,635 IOPS 4K 寫入的結果。

在我們的全飽和測試中測得的平均延遲為 13.34 毫秒讀取和 33.52 毫秒寫入。

金士頓 E100 的最大延遲在讀取活動組中測得最高,為 426.6 毫秒,儘管在寫入延遲方面排名第二,為 2 毫秒。

雖然最大延遲顯示了測試期間絕對最差的響應時間,但查看標準偏差可以更好地描繪金士頓 E100 響應時間的一致性。 總體而言,E100 處於中間位置,正好與 Kage K1 相抗衡。

我們的下一個測試將從 4K 隨機寫入工作負載轉移到 8K 70/30 讀/寫混合。 當我們查看過飽和預處理測試中的總吞吐量時,金士頓 E100 排在 Kage K1、三星 SM825 以及英特爾 SSD 710 之上。它僅落後於 Hitachi SSD400M。

在我們的 8K 70/30 測試中,金士頓在平均延遲方面表現出色,比 Kage K1、SM825 和 SSD 710 更快。

比較我們 8K 70/30 預處理工作負載的最大延遲,兩個 SandForce 和三星 eMLC SSD 的峰值延遲分佈相似,範圍在 300-500 毫秒之間。

查看每個 eMLC SSD 的標準偏差,Hitachi 和 SM825 以最一致的延遲分佈位居榜首,其次是 E100 和 Kage K1,然後是 SSD 710。

在使用 8K 70/30 工作負載完成預處理過程後,我們直接進入變化的工作負載測試,我們在其中採集負載從 2T/2Q 到 16T/16Q 不等的樣本。 在這方面,與 Kage K1 SSD 相比,金士頓提供了性能提升,遵循相同的性能曲線。 這兩款 SandForce eMLC 型號處於中間位置,低於 SM825 和 SSD400M,但遠高於 Intel SSD 710。

E100 能夠在低於有效隊列深度 32 的負載水平下抑制平均延遲,此時 SATA 接口的隊列深度限制出現了。這影響了除基於 SAS 的 Hitachi SSD400M 之外的所有驅動器。

在我們的大多數單獨測試中,E100 將峰值響應時間保持在 300 毫秒以下,除了在 800T/8Q 時有一個更高的峰值響應時間達到 4 毫秒。

E100 的標準偏差在低於 32 的所有有效隊列深度上都是一致的,儘管與英特爾 SSD 710 相比它仍然能夠控制延遲。

我們的下一個工作負載涵蓋文件服務器配置文件,金士頓 E100 位居第二,僅次於日立 SSD400M。 在整個預處理階段,它略微領先於 KAge K1。

文件服務器預調節過程期間的平均延遲使金士頓 E100 略高於 Kage K1。

與 4K 和 8K 70/30 工作負載類似,金士頓 E100 在預處理過程中以最大延遲提供 Kage K1 的鏡像。 這兩個驅動器位於組的底部中間,在英特爾 SSD 710 之前,但在日立 SSD400M 和三星 SM825 之後。

比較標準偏差,兩個 SandForce SF-2500 驅動的 SSD 在預處理階段的後半部分領先於三星 SM825。

從靜態 16T/16Q 工作負載切換到 2T/2Q 和 16T/16Q 之間的變化負載,我們發現金士頓 E100 在性能方面名列前茅。 在中等負載下,E100 在我們的文件服務器工作負載中提供了強大的性能,峰值高於 SSD400M,低於三星 SM825。

E100 能夠在負載水平低於有效隊列深度 32 時抑制平均延遲,此時 SATA 接口的隊列深度限制開始發揮作用。 在更高的峰值下,它提供的延遲低於英特爾 SSD 710 或三星 SM825,但高於基於 SAS 的日立 SSD400M。

在我們的大多數單獨測試中,E100 將峰值響應時間保持在 500 毫秒以下,除了在 1,000T/4Q 時有一個更高的峰值響應時間達到 4 毫秒。

將焦點切換到標準偏差,金士頓 E100 將延遲保持一致,直到效果隊列深度達到 32,並在此處顯著上升。 Hitachi SSD400M 是唯一一款在本次測試中表現穩定的 SSD,具有 SAS 接口。

我們的下一個預處理部分不同於我們的其他工作負載,其中主要測試是 100% 讀取,這意味著為該活動預處理驅動器,我們將該配置文件翻轉為 100% 寫入。 因此,第一部分的結果會顯得低得多。 在總吞吐量方面,基於 SandForce 的金士頓 E100 處於中間位置,高於影影 K1 和英特爾 710,但低於三星 SM825 和日立 SSD400M。

比較平均延遲,我們看到 SM825 在測試早期出現了一個大峰值,而金士頓 E100 在我們的飽和測試中在 4-5 小時後開始趨於平穩。

兩種 eMLC SandForce 模型的最大延遲尖峰都位於組的中間,包含在 600-1000 毫秒之間的頻帶內,而三星或日立模型測得為 250-400 毫秒。 英特爾 SSD 710 處於另一端,一旦達到穩定狀態,測量時間為 1000-2750 毫秒。

從標準偏差來看,金士頓 E100 略高於 Kage K1,但仍高於 SM825 或日立 SSD400M。

在預處理階段完成並且我們的工作負載轉移到 100% 讀取後,金士頓 E100 真的很閃耀。 E100 在負載保持在或低於有效隊列深度 32 的情況下提供最高的傳輸速度。SAS Hitachi SSD400M 能夠提供一致的性能而不會遇到瓶頸,但在 SATA 接口的最佳區域,金士頓提供了組中最高的速度,在某些情況下明顯高於 Kage K1。

平均延遲顯示金士頓 E100 在不同負載下保持良好的冷卻狀態,直到超過 32 的有效隊列深度。在那個階段平均延遲急劇上升,這是該組的常態。

比較最大延遲時,金士頓 E100 和英特爾 SSD 710 確實在圖表上出現了一些最高延遲,最高延遲在 600-1000 毫秒之間。

雖然戲劇性的峰值在我們的最大延遲測試中有點令人擔憂,但從標準偏差來看,E100 的峰值並不常見,它的響應時間保持在 QD32 或以下的水平。

結論

金士頓 SSDNow E100 旨在填補競爭日益激烈的入門級企業空間。 這個細分市場正被各種 MLC 和 eMLC SSD 淹沒,搶奪地盤,以通過主流且預算友好的 SSD 贏得關鍵企業客戶。 值得稱讚的是,金士頓為此類產品提供了一款堅固耐用的 SSD,配備了在斷電時用於數據保護的電容器,以及用於將 NAND 和控制器熱量轉移到金屬外殼中的導熱墊。 與 E100 唯一的主要規格表或構造碰撞是三年保修,這在五年保修是常態的空間中很輕。

當我們用企業工作負載測試 SSDNow E100 時,我們發現它在大多數類別中都表現出色,尤其是讀取密集型 Web 服務器配置文件,它在我們的企業 eMLC/MLC 組中具有最高的傳輸速度。 在讀寫活動混合的工作負載中,基於 SandForce 的 E100 處於中上段,與類似規格的 pureSi Kage K1 相比,性能得到了驚人的提升。 不過,公平地說,E100 將耐用性讓給了這個勢均力敵的競爭對手,這是固件可以實現的微妙平衡的一部分。

性能/耐用性平衡是每個 SSD 供應商必須做出的有趣決定。 E100 以耐用性換取性能,但仍擁有 30,000 次 P/E 週期,這對於注定要用於繁重讀取工作負載的驅動器來說是一個船載。 根據確切的部署,對於那些希望性能/耐久性等式更傾向於吞吐量方面的人來說,性能優勢可能會保證耐久性降低。 進入企業空間的另一個重要因素當然是價格; E100 確實是企業 eMLC 領域中最實惠的 SSD 之一,目前 800GB 型號的現行價格不到 200 美元。 這使它處於所有可比產品之下,甚至是老掉牙但可靠的英特爾 SSD 710。

優點

  • 堅固的金屬底盤,注意散熱
  • 提供優於其他基於 SandForce 的 eMLC SSD 的性能優勢
  • 包括斷電數據保護
  • 企業 eMLC 市場最具吸引力的定價

缺點

  • 比正常保修期短
  • 性能的提高可能是以降低耐力為代價的

底線

金士頓 SSDNow E100 是面向高端入門級企業空間的完整產品,在耐用性、性能和企業級功能方面比大多數其他 MLC 甚至基於 eMLC 的產品提供更多。 在成本方面,金士頓E100以eMLC類別中最低的價格脫穎而出,這無疑將使其在快速擴張的入門級企業市場中獲得關注。

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