三星 SSD 840 Pro 並非新款 SSD，它於 18 個月前發布，主要面向客戶端市場。當時，我們對 SSD 840 Pro 進行了全面評測，發現它在其目標應用程式場景下表現出色。然而，隨著時間的推移，情況發生了一些有趣的變化。許多尋求性能良好且寫入壽命適中的 SSD 的網站託管商和其他用戶開始轉向 SSD 840 Pro。與專為企業用戶設計的專用 SSD 相比，它的價格更低，並且仍然兼顧了效能和寫入壽命。這種現象並非新鮮事，即使是混合儲存陣列和全快閃陣列多年來也一直「使用」客戶端 SSD 作為其主要儲存媒體。儘管 SSD 廠商的初衷是希望企業用戶購買他們的企業級 SSD，但成本因素有時最終會佔上風，因此，儘管 840 Pro 發佈時間較早且主要面向客戶端市場，但它仍然在越來越多的伺服器部署中佔據了一席之地。
重新評測一款固態硬碟確實有點奇怪，畢竟我們早在 SSD 840 Pro 發布之初就對其進行了評測，並運行了我們標準的客戶端基準測試套件。不過，由於這款硬碟在網路主機領域廣受歡迎，而且自首次評測以來韌體也進行了多次更新，因此我們論壇上的活躍用戶一直敦促我們重新評測這款硬碟。我們推出了一系列應用測試，其中包含一些常見的 SSD 840 Pro 應用場景，例如 SQL Server、MySQL 和 NoSQL 工作負載。我們不會再贅述 SSD 840 Pro 平台的優勢，因為這些優勢自首次評測以來並無變化。這次，我們將重點放在我們擁有足夠硬碟的應用測試，並重新評估韌體在一些綜合工作負載下的效能變化。
測試背景和比較
本次審查的可比性：
- 美光P400m （400GB，Marvell 9187 控制器，Micron 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
- 英特爾固態硬盤 DC S3700 （200GB，英特爾 PC29AS21CA0 控制器，英特爾 25 納米 MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
- 關鍵M500 （960GB，Marvell 控制器，Micron 20nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
- 三星SM843 （240GB，三星 MDX S4LN021X01-8030 控制器，三星 20nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
- 英特爾固態硬盤 DC S3500 （480GB，英特爾 PC29AS21CA0 控制器，英特爾 20 納米 MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
- 智能雲速 1000E （400GB，Marvell 88SS9187-BLD2 控制器，東芝 TH58TEG8DDJBA8C 19nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
所有 SAS/SATA 企業級 SSD 均在我們基於Lenovo ThinkServer RD630 的第二代企業級測試平台上進行基準測試。該測試平台基於 Linux 和 Windows 系統，包含 LSI 9207-8i HBA 卡，並針對最佳快閃記憶體效能進行了 I/O 調度最佳化。對於綜合基準測試，我們使用Linux 系統的 FIO 2.0.10 版本和 Windows 系統的FIO 2.0.12.2 版本。應用基準測試則使用多種測試平台配置，詳情如下。
- 2 x Intel Xeon E5-2620（2.0GHz，15MB 緩存，6 核）
- 英特爾 C602 芯片組
- 內存 – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2008 R2 SP1 64 位和 CentOS 6.3 64 位
- 100GB 美光 RealSSD P400e 啟動固態硬盤
- LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用於啟動 SSD）
- LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA（用於基準測試 SSD 或 HDD）
- Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0 適配器
- Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 適配器
應用性能分析
在企業級市場，產品紙面性能與實際生產環境性能之間存在巨大差異。我們深知評估儲存作為大型系統元件的重要性，尤其關注儲存與關鍵企業應用程式互動時的回應速度。為此，我們推出了首批應用測試，包括我們自主研發的MarkLogic NoSQL 資料庫儲存基準測試以及透過 SysBench 進行的 MySQL 效能測試。
在我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境中，我們測試了四個可用容量大於或等於 200GB 的 SATA 或 SAS SSD 的組。 我們的 NoSQL 數據庫需要大約 650GB 的可用空間才能使用，平均分配給四個數據庫節點。 在我們的測試環境中，我們使用 SCST 主機並在 JBOD 中呈現每個單獨的 SSD，每個數據庫節點分配一個。 該測試以 24 個間隔重複進行，對於此類 SSD 總共需要 30-36 小時。 測量 MarkLogic 軟件看到的內部延遲，我們記錄了總平均延遲以及每個 SSD 的間隔延遲。
在我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫基準測試的總體平均延遲排名中，三星 840 Pro 大致處於中間位置，擊敗了三星 SM843、Smart CloudSpeed 500 和希捷 600 Pro，並被英特爾 S3500、英特爾 S3700 超越和 Smart CloudSpeed 1000E。
CloudSpeed 1000E 的延遲峰值高於英特爾 DC SSD，但總體延遲較低。 我們測量了 10-60 毫秒範圍內的最大尖峰。
排在第二位的是英特爾 S3500，在我們的 NoSQL 環境中表現出色，在整個測試過程中延遲峰值保持在 6-19 毫秒之間。
英特爾 S3700 僅次於 S3500 排在第三位，即使它具有更高性能（但容量更小）的 NAND 配置。 與 S3500 相比，它的延遲略有上升，尖峰測量值在 10-32 毫秒之間。 總體而言，它在我們的 NoSQL 測試中仍然表現出色。
三星 SSD 840 Pro 在更主流的企業級 SSD 中表現相當出色，處於中間位置，並且也超過了三星 SM843，儘管是較小容量的版本。
轉向我們在 MarkLogic 測試中包含的輕型企業類別中的下一個 SSD，延遲開始顯著增加。 我們記錄了高達 1,907 毫秒的峰值，其中許多峰值在 60-100 毫秒之間。
排在第二位的是三星 SM843，它進一步推高了延遲上限，穩定狀態下的尖峰測量值在 150-500 毫秒之間，一個尖峰超過 1,562 毫秒。
Seagate 600 Pro 在我們的 MarkLogic NoSQL 測試中墊底，隨著硬盤性能接近穩定狀態，延遲顯著增加。 使用此 SSD，測得的延遲峰值在 150-400 毫秒之間，最大峰值為 490 毫秒。
我們的下一個應用程序測試包括通過 SysBench 進行的 Percona MySQL 數據庫測試，該測試測量 OLTP 活動的性能。 在此測試配置中，我們使用一組 Lenovo ThinkServer RD630 並將數據庫環境加載到單個 SATA、SAS 或 PCIe 驅動器上。 該測試測量平均 TPS（每秒事務數）、平均延遲以及 99 到 2 個線程範圍內的平均 32% 延遲。
三星 840 Pro 的平均 TPS 在該組中偏低，僅擊敗美光 M500。 英特爾 S3700 在此基準測試中表現最佳。
在平均延遲測量中排名相同； 三星 840 Pro 倒數第二，美光 M500 最慢，英特爾 S3700 最快。
三星 840 Pro 在查看最低的 99% 總延遲時表現稍好，與希捷 600 持平並擊敗了 Smart CloudSpeed 1000E。 英特爾 S3700 在這項測量中占主導地位。
企業綜合工作負載分析
閃存性能隨著驅動器適應其工作負載而變化，這意味著閃存必須在每個 fio 綜合基準測試之前進行預處理，以確保基準測試準確無誤。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行了安全擦除，並在 16 個線程的重負載和每個線程 16 個未完成隊列的情況下預處理到穩定狀態。
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。 我們對三星 840 Pro 的綜合工作負載分析使用了兩個在製造商規範和基準測試中廣泛使用的配置文件。
- 4k
- 100% 讀取和 100% 寫入
- 8k
- 70% 讀取/30% 寫入
在 4k 合成基準測試的預處理過程中，三星 840 Pro 在其爆發階段表現良好，在最慢的驅動測試中趨於穩定。 英特爾 DC S3700 通過其穩定狀態提供了最佳性能。
三星 840 Pro 在其爆發率期間保持了自己的水平，但事實證明它是最慢的驅動測試，從未真正達到穩定狀態，而是在測試期間失去了速度。 英特爾 DC S3700 和 CloudSpeed 驅動器分別是最快和第二快的。
在最大延遲測試中，三星 840 Pro 與三星 SM843 和 Crucial M500 驅動器一起排在後面。 Intel DC S3700 和 Micron P400m 分別是最快和第二快的，但後者顯示出一些非常高的峰值。
三星 840 Pro 在測試快結束時是所有測試的驅動器中最不一致的，但在突發率和突發後率期間表現相當不錯。 Intel DC S3700 和 CloudSpeed 驅動器是最一致的，在突發狀態和穩定狀態之間幾乎沒有任何差異。
三星840 Pro在讀取功能方面表現非常出色，達到最高值（71800 IOPS），其次是三星SM843（71600 IOPS）。 但是，它顯示出所有測試驅動器中最差的寫入性能 (7854 IOPS)。
儘管它的寫入速度是所有測試驅動器中最高的（32.6 毫秒），但三星 840 Pro 的讀取性能的平均延遲是最低的（3.56 毫秒）。
三星 SM843 和 840 Pro 在最大延遲測試中相差不到 0.2 毫秒，兩者都是寫入性能測試中最慢的驅動器（分別為 700.92 IOPS 和 701.06 IOPS）。 然而，它們也是讀取性能測試中最快的驅動器，分別為 21.8 和 20.7 毫秒。
與其他 4k 測試的結果一致，三星 840 Pro 在寫入性能（45.8 毫秒）測試的所有驅動器中具有最高標準偏差之一，僅超過 Crucial M500（48.2 毫秒），但也是最低標準讀取性能偏差（1.7 毫秒）。
我們的下一個工作負載使用 8k 傳輸，讀取操作佔 70%，寫入操作佔 30%。 儘管一開始它是爆發率最高的驅動器之一，但三星 840 Pro 在測試中成為較慢的驅動器之一，僅擊敗了三星 SM843。
三星 840 Pro 在平均延遲測試期間一直大致處於中間位置，儘管在測試快結束時它開始增長得相對較慢。 英特爾 DC S3700 通常是經過測試的最快的驅動器。
在最大延遲測試期間，三星 840 Pro 再次保持了中間位置。 在大多數情況下，英特爾 DC S3700 最快，三星 SM843 最慢，但 Crucial M500 在測試結束時出現了一個突然的峰值，大大超過了其他驅動器的時間。
標準偏差結果看起來與最大延遲結果非常相似； 英特爾 DC S3700 最一致，三星 840 Pro 一般，三星 SM843 一般最不一致，而 Crucial M500 在測試的後半段出現了巨大的峰值。
驅動器經過預處理後，8k 70/30 吞吐量基準會改變工作負載強度，從 2 個線程和 2 個隊列到 16 個線程和 16 個隊列。 三星 840 Pro 是第一個基準測試期間表現最慢的，儘管它的性能是所有測試驅動器中最穩定的。 英特爾 DC S3700 是性能最高的。
反映吞吐量檢查的結果，三星 840 Pro 在平均延遲測量中表現最慢，而英特爾 DC S3700 是最快的。
在最大延遲測試中，三星 840 Pro 表現非常糟糕，被所有其他驅動器測試所超越。 CloudSpeed 驅動器在此測量中表現最佳。
在查看標準偏差時，三星 840 Pro 的表現再次相對不一致。 英特爾 DC S3700 是最穩定的，儘管緊隨其後的是英特爾 S3500 和三星 SM843。
結語
在本次審查開始時，我們著手了解行業領先的高端客戶端驅動器之一由於其在該領域的流行而在企業工作負載中的作用。 重要的是要了解輕型企業（服務器）領域對驅動器的期望和需求，其中主要關注的是成本。 儘管專為該細分市場設計的企業級驅動器可能會提供更多功能，例如用於電源故障保護的電容器和 3 Pro 的 840 倍或更多的寫入耐久性，但對於大部分時間都在處理數據而不是收集數據的集群服務器來說，快速的低成本客戶端SSD 變得可行。 在大約 75/GB 的情況下，價值主張在這種情況下相當不錯，而企業同類產品的價值主張是 2 倍或更多。
三星 840 Pro 在 4k 100% 測試中表現出非常有競爭力的讀取性能，儘管它的寫入速度相當慢。 它在 4k 預處理測試或 8k 70% 讀取 30% 寫入中表現不佳，但在 8k 預處理測試中表現一般。 雖然這些測試旨在對 SSD 造成相當大的壓力，但沒有額外的過度配置 (OP) 的 840 Pro 在這些區域受到影響，儘管如果買家想要達到那個水平，調整 OP 將有助於改善這些區域。
在我們的應用程序測試中，三星 SSD 840 Pro 在 MarkLogic NoSQL 測試中表現相當出色，得分居中； 甚至比容量較小的 SM843 還要好。 在基於 MySQL 的 Sysbench 測試中，840 Pro 處於中下水平，儘管這是另一個增加過度配置最有可能幫助它的領域。 對於希望降低資本支出成本的精明買家而言，購買這些 SSD 以進行更多配置可能會使這些 SSD 與更昂貴的入門級企業型號相比更具性能競爭力。
雖然我們對這些驅動器的大部分測試都比推薦的更密集，但考慮到 840 Pro 是用來存放在筆記本電腦中，而不是在高性能計算集群中，總體而言，840 Pro 的表現非常好。 鑑於價格點，對於當今部署這些驅動器的更多讀取密集型任務，840 Pro 不僅從性能角度來看是可行的，而且基於定價尤其有效。 在耐久性和企業級 SSD 功能可能不那麼相關的高容錯環境中，很容易看出 XNUMX Pro 獲得如此優勢的原因。
亞馬遜的三星 840 Pro
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