今年早些時候，美光推出了全新的 5100 系列資料中心固態硬碟。此系列包含三種型號：ECO 適用於視訊串流等讀取密集型工作負載，PRO 適用於對延遲敏感的事務型資料庫，MAX 適用於寫入密集型日誌應用。我們在 1 月評測了 ECO，發現雖然它在某些工作負載下性能略顯不足，但它提供了高達 8TB 的容量（使其成為理想的 HDD 替代品）以及 FlexPro 韌體等優勢。本次評測我們將聚焦在 5100 MAX。
MAX 專為寫入密集型應用而設計，具有比 ECO 高得多的耐用性。 所有 5100 系列都配備內置 AES-256 位加密和 TCG 企業保護。 MAX 驅動器還附帶 FIPS 140-2 驗證。 與 5100 系列的其他產品一樣，MAX 可以通過美光的 FlexPro 固件進行優化。
美光 5100 MAX 規格：
- 外形尺寸：2.5”
- NAND：美光 3D eTLC
- 容量：240GB、480GB、960GB、1.92TB、
- 接口：SATA 6Gb/s
- 耐力
- DWPD：5
- 總重量：2.2-17.6PB
- 平均故障時間：2M
- 性能
- 順序讀取性能 (128540K)：XNUMXMB/s
- 順序寫入性能 (128310K)：520-XNUMXMB/s
- 隨機讀取性能 (4K)：93,000 IOPS
- 隨機寫入性能 (4K)：48,000-74,000 IOPS
設計和建造
美光 5100 MAX 的設計與 ECO 非常相似，實際上它們幾乎完全相同。 該驅動器裝在一個深藍色鋁製外殼中，上面有一個大標籤，佔據了正面的大部分空間，上面有型號、容量等信息。 驅動器的背面大部分是空白的，角落上有防篡改的臭味。
取下蓋子可以看到頂部帶有 8 微米 NAND 封裝的 PCB。
PCB 的另一側還有 8 個 NAND 包以及美光控制器和 DRAM。
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：
隨著 SATA 和 SAS 驅動器的容量和性能增加，StorageReview 已轉向對單個 SSD 進行更積極的測試方案。 這個測試過程也反映在 NVMe 產品上，使比較過程更容易——即使產品在高端的表現大相徑庭。 在這篇評測中，我們將 Micron MAX 與 Micron Eco 和 1.92TB Toshiba HK4R 以及其他三款有助於設定高性能參考點的 SAS3 產品進行比較。 隨著更多容量超過 1.2TB 的驅動器進入測試實驗室，我們將繼續向該組添加可比較的驅動器。
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，我們對 Micron 5100 MAX 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，每個硬碟將執行 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
查看 SQL Server 輸出時，5100 MAX 的單項得分最低，從 2,440.9 到 2,565.4 TPS，總得分最低，為 5,006.2 TPS。
平均延遲顯示 5100 MAX 再次墊底，單個 VM 分別高達 1,107 毫秒和 1,404 毫秒，總得分為 1,256 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
在平均每秒事務處理基準測試中，5100 MAX 能夠超越其 ECO 同類產品，其單個 VM 的性能從 424.4 TPS 到 445 TPS 不等，總得分為 1,770.4 TPS。
查看平均 Sysbench VM 延遲，我們測得單個 VM 在 70.2ms 到 75.4ms 之間，總計 72.3ms 接近底部。
就我們最壞的 MySQL 延遲情況（第 99 個百分位延遲）而言，5100 MAX 的位置稍好一些，單個 VM 的範圍為 128.6 毫秒到 136.2 毫秒，總得分為 131.1 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 MAX 從頭到尾都跑在了頂部，達到了 47,045 IOPS 的峰值。
從平均延遲來看，美光 5100 MAX 再次成為最佳表現者，始終以微弱優勢擊敗其他驅動器。
最大延遲讓 5100 MAX 出現了幾個大峰值，最終排在第二位。
有了標準偏差，我們重複了平均延遲，其中 5100 MAX 表現最好，以微弱優勢擊敗其他驅動器。
結論
美光 5100 MAX 是 5100 系列中寫入密集型、耐用性更高的 SATA SSD。 5100 MAX 的容量範圍從 240GB 到 1.92TB。 並隨附 FlexPro 固件，使用戶能夠自定義其使用方式。 與所有 5100 系列一樣，MAX 具有內置的 AES-256 位加密和 TCG 企業保護，但 MAX 還具有 FIPS 140-2 驗證。
美光 5100 MAX SSD 的耐用性遠高於該系列中的其他驅動器，但在我們的應用程序工作負載分析中並未轉化為更高的性能。 在我們的基準測試中，MAX 在 SQL Server 中的總得分為 5,006.2 TPS 和 1,256 毫秒延遲。 Sysbench 的總體性能更好，總得分為 1,770.4 TPS，總延遲為 72.3 毫秒，最壞情況下的延遲為 131.1 毫秒。
我們還研究了 Micron 5100 MAX 的合成，其中驅動器的性能要好得多。 僅查看 8k 70/30，我們發現 5100 MAX 在吞吐量、平均延遲和標準偏差方面表現最佳。 唯一的基準是 MAX 沒有拿第一，最大延遲，驅動器排在第二位。 總的來說，雖然我們對其特定測試中的應用程序級性能不滿意，但綜合數據確實表明該驅動器在其他領域具有潛力。
優點
- 高耐力
- 安全選項，包括 FIPS 140-2
- 強大的合成性能
缺點
- 應用程序工作負載分析性能總體較差
底線
Micron 5100 MAX 是一款適用於數據中心的 SATA SSD，對於寫入密集型任務的耐用性至關重要； 與平易近人的價格點平衡。
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