三星 PM9A3 固態硬盤評測

三星 PM9A3 是該公司最新上市的數據中心 SSD。 新的 PM960A15.36 提供從 9GB 到 3TB 的容量，具有 Gen4 接口和公司的第 6 代 V-NAND，有助於處理讀取密集型環境中的大量服務器流量，從而使應用程序平穩運行。

企業計算和網絡規模的數據中心用例在過去幾年呈指數級增長，因此可靠、高性能的數據中心 SSD 現在比以往任何時候都更加重要。 三星承諾 PM9A3 會在這方面做到這一點，提供範圍廣泛的不同外形尺寸：各種寬度的 U.2、U.3、M.2、E1.S 和 E1.L。 這增加了大量的靈活性，幾乎可以滿足任何服務器的需求。

E1.L（長尺）外形尺寸專為需要高密度的大規模部署而設計，而E1.S則兼具容量和性能。 E1 硬碟的一大優點在於其內建散熱片和嵌入式導熱材料，無需額外幹預即可保持高性能。隨著 E1.S 的廣泛應用，它有​​望成為 U.2 資料中心硬碟的替代產品。您無疑也會看到三星推出採用這種外形尺寸的 PCIe Gen5 SSD，它們將擁有令人印象深刻的功能集，包括卓越的性能以及對 20/35/40/70W 硬碟的支援。

三星 PM9A3 對比三星 PM983

三星的 PM9A3 和 PM983（該公司的最後一代數據中心 SSD）之間的差異很大。 除了跳轉到 Gen4 接口之外，與 PM9 的 V3 TLC NAND 和 Phoenix 6 通道控制器相比，PM8A983 還提供更好的 NAND 和新控制器（分別為 V5 TLC 和 Elpis 8 通道）。 PM9A3 還將最大容量型號翻了一番，達到 15.36TB。 而且，如上所述，PM9A3 有多種外形規格可供選擇，而 PM983 僅適用於 M.2 和 U.2。

在性能方面，PM9A3 (U.2) 據稱可分別提供高達 6,900MB/s 和 4,100MB/s 的順序讀取和寫入，而隨機性能預計將達到 1.1 萬次 IOPS 讀取和 200K 次寫入。 三星表示這比 PM3.6 提高了 983 倍。

PM9A3 還利用 DASH（SSD 硬件動態自動化），幫助數據中心驅動器即時處理數據，優化可重複和復雜的例程。 這意味著服務器的運行效率更高。

以 5 年保修為後盾，我們將關註三星 PM2A7.68 的 U.9 3TB 型號。

三星 PM9A3 規格

技術信息
型號	PM9A3
可用的外形	U.2、U.3、M.2、E1.S、E1.L
可用容量	15.36TB/7.68TB/3.84TB/1.92TB/960GB
介面	PCIe Gen4
NVMe規範	NVMe 版本：1.4 清理：NVMe 1.3 合規性（塊擦除、加密擦除） 設備自檢支持
控制器	埃爾皮斯 (8ch)
NAND閃存	V6薄層色譜
性能（U.2 型號）
順序讀取	6,800MB /秒
順序寫入	4,000MB /秒
隨機讀取	1,000,000 IOPS
隨機寫入	180,000 IOPS
可靠性
DWPD	1 年（5 歲）
SED	TCG/蛋白石
保固

三星PM9A3性能

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。

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 8 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。

此測試使用執行在 Windows Server 2012 R2 虛擬機器上的 SQL Server 2014，並由 Quest 的資料庫基準測試工具進行壓力測試。 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工具，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

對於我們的 SQL Server 事務基準測試，三星 PM9A3 以 6920 TPS 的速度僅落後於 Memblaze 12,649.6。

在 SQL Server 平均延遲方面，三星 PM9A3 的平均延遲僅為 2.8 毫秒，再次排在 Memblaze 之後位居第二。

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 8 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

查看我們的 Sysbench 事務基準測試，三星 PM9A3 的 TPS 為 11,108 TPS，在測試的驅動器中排名第二。

三星 PM9A3 的 Sysbench 平均延遲為 11.52 毫秒，足以再次獲得第二名。

對於我們最壞情況下的延遲（第 99 個百分位數），PM9A3 顯示為 20.70 毫秒。

VDBench 工作負載分析

在對存儲設備進行基準測試時，應用程序測試是最好的，綜合測試排在第二位。 雖然不能完美地代表實際工作負載，但綜合測試確實有助於為具有可重複性因素的存儲設備建立基線，從而可以輕鬆地在競爭解決方案之間進行同類比較。 這些工作負載提供了一系列不同的測試配置文件，從“四個角”測試、常見的數據庫傳輸大小測試到來自不同 VDI 環境的跟踪捕獲。

所有這些測試都利用通用的 vdBench 工作負載生成器，以及一個腳本引擎來自動化和捕獲大型計算測試集群的結果。 這使我們能夠在各種存儲設備上重複相同的工作負載，包括閃存陣列和單個存儲設備。 我們針對這些基準測試的測試過程用數據填充整個驅動器表面，然後將驅動器部分分區為驅動器容量的 25%，以模擬驅動器如何響應應用程序工作負載。 這與使用 100% 的驅動器並使它們進入穩定狀態的全熵測試不同。 因此，這些數字將反映更高的持續寫入速度。

簡介：

• 4K 隨機讀取：100% 讀取，128 個線程，0-120% 重複率
• 4K 隨機寫入：100% 寫入，128 線程，0-120% iorate
• 64K 順序讀取：100% 讀取，32 線程，0-120% 迭代
• 64K 順序寫入：100% 寫入，16 個線程，0-120% 迭代
• 綜合數據庫：SQL 和 Oracle
• VDI 完整克隆和鏈接克隆跟踪

比較：

• 鎧俠CD6
• 三星PM1735
• 記憶6920
• 英特爾P5510

在我們的第一個 VDBench 工作負載分析隨機 4K 讀取中，PM9A3 的峰值性能為 905,366 IOPS，延遲為 562µs。 這使其遠遠落後於號稱超過 XNUMX 萬 IOPS 的領導者。

在 4K 隨機寫入中，PM9A3 以 506,365 IOPS 的峰值性能和 1,001.7µs 的延遲位居第三。

切換到 64k 順序工作負載後，PM9A3 的性能與 Kioxia CD6 相似，在 4.72µs 時達到 74,861GB/s（或 844.6 IOPS）的峰值。

在 64K 寫入中，PM9A3 落到了後面，峰值僅為 2.02GB/s（32,684 IOPS），延遲為 1,948µs。

我們的下一組測試是我們的 SQL 工作負載：SQL、SQL 90-10 和 SQL 80-20，它們都顯示了相似的結果。 從 SQL 開始，新的 Samsung 驅動器以 259,124 IOPS 的峰值性能和 122.4µs 的延遲位居第一，擊敗了所有其他驅動器。

SQL 90-10 發現三星 PM9A3 僅次於 Memblaze 驅動器，位居第二，峰值性能為 260,690 IOPS，延遲為 121.3µs。

使用 SQL 80-20，新的三星驅動器在測試結束時與鎧俠和英特爾驅動器並列第二，峰值性能為 244,746 IOPS，延遲為 129µs。

接下來是我們的 Oracle 工作負載：Oracle、Oracle 90-10 和 Oracle 80-20。 與 SQL 基準測試一樣，三星 PM9A3 繼續其穩定的性能。 從 Oracle 開始，PM9A3 在 251,605µs 時以 138.1 IOPS 的峰值性能排名第二，結果與 Kioxia 驅動器非常相似。

對於 Oracle 90-10，PM9A3 在測試的驅動器中排名第一，峰值為 209,670 IOPS，延遲為 103.6µs。

看看 Oracle 80-20，PM9A3 以 206,939µs 的 104.7 IOPS 峰值性能再次奪冠。

接下來，我們切換到我們的 VDI 克隆測試，完整和鏈接。 對於 VDI 完整克隆 (FC) 啟動，三星 PM9A3 以 211,248 IOPS 的峰值和 161.3µs 的延遲位居第二，僅次於 Memblaze 驅動器。

VDI FC 初始登錄，PM9A3 跌至第四位，峰值為 114,418 IOPS，延遲為 258µs。

在 VDI FC Monday Login 中，PM9A3 再次排名第四，峰值為 79,621 IOPS，延遲為 198.3µs。

對於 VDI 連結克隆 (LC) 啟動，PM9A3 在測試開始時出現了巨大的延遲峰值，但隨後逐漸穩定下來，最終排名第三，^峰值達到 99,130​​ IOPS，延遲為 160.2µs。

在 VDI LC 初始登錄中，PM9A3 的性能在接近 18K IOPS 標記時直線下降。

VDI LC Monday Login 講述了一個類似的故事，因為 PM9A3 表現出無法使用的性能。 在遭受另一個尖峰之前，它幾乎沒有以 14µs 的極高延遲超過 1,103K IOPS 標記。

結語

雖然在我們的基準測試中有時肯定不平衡，但三星 PM9A3 數據中心 SSD 是該公司發布的可靠版本。 這款 U.2 SSD 採用 TLC V6 NAND 和 Elpis 8 通道控制器，與上一代的 V5 TLC NAND 和 Phoenix 8 通道控制器相比，這是一個明顯的升級。 PM9A3 還提供 960GB 到 15.36TB 的容量，後者是上一版本最大容量的兩倍。

三星稱 U.6.8 外形型號的讀取性能高達 4GB/s，寫入性能高達 2GB/s，隨機性能高達 1 萬 IOPS 讀取和 180,000 IOPS 寫入。 此性能配置文件使其在一系列企業數據中心用例中非常有用。

至於它在我們的實驗室基準測試中的實際表現，正如我們上面提到的，結果有點不平衡。 我們針對其他幾個 PCIe Gen9 企業級 SSD 測試了三星 PM3A4，並查看了應用程序工作負載分析和 VDBench。 在我們的第一個系列測試中，我們看到 P5510 在 SQL Server 事務處理中表現良好，總計 12,649.6 TPS 和平均延遲總計 2.8 毫秒，兩者均在測試驅動器中排名第二。 該驅動器在 Sysbench 中保持第二名（僅次於 Memblaze 6920），總得分為 11,108 TPS，平均延遲為 11.52 毫秒，最壞情況下為 20.70 毫秒。

切換到我們的 VDBench，三星 PM9A3 在這些測試中落後於領先者。 亮點包括 905K 讀取中的 4K IOPS、506K 寫入中的 4K IOPS，而順序工作負載在 4.72K 讀取中僅為 64GB/s，在 2.02K 寫入中僅為 64GB/s。

在我們的 SQL 測試中，PM9A3 的性能要好得多，在 SQL 259-261 中看到 90K IOPS、10K IOPS 的峰值，在 SQL 245-80 中看到 20K IOPS 的峰值。 Oracle 工作負載繼續保持穩定的性能，在 Oracle 252-210 中發布 90K IOPS、10K IOPS，在 Oracle 207-80 中發布 20K IOPS。

接下來是我們的VDI克隆測試，包括完整克隆和連結克隆，其效能不穩定的問題再次出現。在完整複製測試中，啟動時的IOPS為211K，初始登入時的IOPS為114K，週一登入時的IOPS為80K，分別排名第二、第四和第四。在連結克隆測試中，啟動時效能出現了大幅飆升（這是唯一出現這種情況的硬碟），最終穩定在99K IOPS的峰值，排名第三^。三星PM9A3在剩餘的測試中表現非常不穩定，初始登入時效能在18K IOPS處急劇下降，而週一登入時僅勉強達到14K IOPS。這兩項測試結果均排名墊底，差距較大。

除了 VDI 基準測試期間的問題外，在我們的大多數測試和應用程序工作負載中，性能和可靠性總體上都很好。 即使這不是我們在實驗室中看到的性能最好的數據中心驅動器，PM9A3 也是戴爾和 HPE 等公司中非常受歡迎的驅動器，並且在構建服務器時被列為可配置選項。 鑑於 PM9A3 的成本概況，整體包裝非常誘人。 最後，除了 U.9（U.3、M.2、E3.S 和 E2.L，各種寬度和長度）之外，PM1A1 還提供各種不同的外形規格，使其成為一條非常靈活的產品線能夠處理大多數數據中心用例。

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