三星 SSD 845DC EVO 評測

by 萊爾·史密斯 on 2014 年 6 月 2 日

企業 ◇ SSD

三星 SSD 845DC EVO 系列驅動器經過專門設計，旨在為當今服務器和數據中心不斷增長的數據流量提供高性能和可靠性（儘管具有成本效益）的解決方案。三星表示其新的 SSD 系列將提供非常高水平的持續性能以及在驅動器的整個生命週期內始終如一的低延遲，使其能夠滿足日益增長的數據處理需求。在引擎蓋下，845DC Evo 配備了三星的 19nm Toggle 3bit NAND，使其成為首款使用 TLC NAND 的企業級 SSD。 NAND 的這種新用途與其 MEX 控制器相結合，使三星 845DC EVO 成為市場上更節能的驅動器，同時保持出色的性能。

如前所述，SSD 845DC EVO 及其面向 OEM 廠商的同系列產品三星 PM853T是首批採用 TLC NAND 快閃記憶體的企業級 SSD。三星針對客戶端市場推出基於 TLC 快閃記憶體的840 EVO已近一年，因此 SSD 採用 TLC NAND 快閃記憶體並非完全陌生。只是在企業領域，人們對改變抱持著極大的恐懼和抗拒。儘管有大量證據表明 SSD 是更佳選擇，但企業級 SSD 的普及率仍然很低，許多企業仍在採購 3.5 英寸 15K 轉速的機械硬碟。

三星的組件顯然值得信賴，而且在讀取密集型工作負載的入門級企業市場，對固態硬碟的需求正在不斷增長。這些買家似乎更願意控制資料中心的整體擁有成本 (TCO)，而閃存在這方面能起到極大的幫助。三星也透過公佈一些相當不錯的耐用性數據來緩解人們對其耐用性的質疑，例如，最高容量的 900GB 固態硬碟的寫入壽命 (TBW) 可達 600TB。然而，重要的是要結合實際情況來看待這些數據。例如，新款Micron M500DC的 800GB 固態硬碟的寫入壽命為 1.9PB，而Intel S3500 的800GB 固態硬碟的寫入壽命僅為 450TB。此外，三星將這款固態硬碟的目標價位定在了盡可能低的企業級價格區間，而像三星自家的840 Pro這樣的客戶端固態硬碟正在搶佔市場份額，因為許多買家都在尋找性價比最高的選擇。 845DC EVO 正是憑藉其價格優勢，以及專為資料中心使用而設計的韌體和功能，在市場上佔據了一席之地。

三星的 845DC EVO 還提供了額外的安全級別，以確保有價值的寫入信息得到很好的保護，因為它採用鉭電容器構建，可以在突然、意外的電源故障時保護寫入緩存中的所有數據。對於各行各業的企業來說，這也是一個非常有吸引力的功能。該驅動器還具有 2 萬小時的 MTBF 規格和五年保修。

三星 SSD 845DC EVO SSD 容量為 240GB、480GB 和 960GB，建議售價分別為 249.99 美元、489.99 美元和 969.20 美元。我們的審查單位包括 16 個 480GB 容量的驅動器。

論文規範

容量：
- 240GB（MZ-7GE240EW）
- 480GB（MZ-7GE480EW）
- 960GB（MZ-7GE960EW）
應用：推薦混合和以讀取為中心的用法
接口：
- 串行 ATA 6Gb/s（兼容 SATA 3Gb/s 和 SATA 1.5Gb/s）
- 完全符合 ATA/ATAPI-7 標準（部分符合 ATA/ATAPI-8）
- 支持 NCQ：最多 32 深度
- 異步信號恢復
外形：2.5”型
NAND閃存：三星19nm Toggle 3bit NAND
性能順序讀取：高達 530MB/s
順序寫入：
- 高達 410MB/秒（480GB、960GB）
- 高達 270MB/s (240GB)
- 隨機讀取（4KB，QD32）：
  - 最大限度。 87,000IOPS
- 隨機寫入（4KB，QD32）：
  - 最大限度。 14,000IOPS (960GB)
  - 最大限度。 14,000IOPS (480GB)
  - 最大限度。 12,000IOPS (240GB)
服務質量（4KB，QD32）：
- 99.90% 讀取：0.6ms，寫入：7ms
- 最大限度。讀取：3ms，寫入：8ms
潛伏：
- 順序 (4KB)：讀取：55us，寫入：45us
- 隨機 (4KB)：讀取：115us，寫入：55us
可靠性：2,000,000 小時平均無故障時間 (MTBF)
待定：
- 240GB：150TBW
- 480GB：300TBW
- 960GB：600TBW
電源電壓：5.0V ±5%
耗電量：
- 主動讀/寫：2.7Watt/3.8Watt
- 閒置：1.2瓦
溫度：
- 工作溫度：0°C 至 70°C
- 非工作溫度：-40°C 至 85°C
濕度：5％至95％，無凝結
振動：非操作，20~2000Hz，20G
衝擊：非操作，1500G，持續時間 0.5 米秒，3 軸
尺寸（長x寬x高）：（100.00±0.25）x（69.85±0.25）x（6.80±0.20）mm
最大重量：63 克 (960GB)
保固：5年

設計和建造

三星 SSD 845DC EVO 採用 EVO 系列的更新款式和底盤顏色，但仍保持其時尚、簡約的設計。 2.5 英寸、7 毫米的外殼採用炭黑色，採用實心金屬結構，堅固耐用。三星標誌和白色字體的“固態硬盤”文字。

845DC EVO 的超薄設計支持廣泛的應用，從超高密度企業應用（如 EchoStreams 48 盤位 2U SAN 機箱）到企業客戶端應用（包括筆記本電腦、台式機和超極本）。

三星SSD的背面是產品信息標籤，上面提供了容量、序列號等相關信息。側面輪廓顯示四個螺絲孔，可輕鬆安裝 845DC EVO。

三星 845DC EVO 的核心是新的 400 MHz MEX 控制器，即三星 MEX S4LN045X01-803，它比 100 和 840 Pro 的控制器快 840MHz，並與 840 EVO 共享。

845DC EVO的存儲來自三星19nm Toggle 3bit NAND。此外，它還內置鉭電容器，可在意外斷電時保護寫入緩存中的所有數據。

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 SAN 管理員實際部署環境類似的條件下對企業儲存設備進行基準測試。此測試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。

三星 SSD 845DC EVO 使用三星 19nm Toggle 3bit NAND 和帶有 SATA 4Gb/s 接口的三星 MEX S045LN01X803-6.0 控制器。本次審查的 SSD 可比產品：

三星SSD 840 Pro （512GB，300mhz Samsung 3 核 MCX 控制器，Samsung 2x nm Toggle NAND 閃存，6.0Gb/s SATA）
三星SM843 （240GB，300mhz Samsung 3 核 MCX 控制器，Samsung 2x nm Toggle NAND 閃存，6.0Gb/s SATA）
智能存儲 CloudSpeed 1000E （400GB，Marvell 9187 控制器，19nm Toshiba MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
智能存儲 CloudSpeed 500 （240GB，SandForce SF-2581 控制器，2 個 4nm MLC NAND 芯片，6.0Gb/s SATA）
美光 M500 960GB （960GB，Marvell 9187 控制器，Micron 20nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
美光M500DC （480GB，Marvell 9187 控制器，20nm MLC NAND，6.0Gb/s SATA）
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 S3500 （480GB，英特爾 PC29AS21CA0 控制器，英特爾 20 納米 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）

我們使用基於聯想ThinkServer RD630的第二代企業級測試平台對SAS和SATA企業級固態硬碟進行基準測試。該測試平台配備了最新的互連硬件，例如LSI 9207-8i HBA，並針對最佳閃存性能進行了I/O調度優化。對於綜合基準測試，我們使用Linux平台的FIO 2.0.10版本和Windows平台的FIO 2.0.12.2版本。

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、Windows Server 2012 Standard、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，我們對三星 845DC EVO 進行了前三項基準測試：MarkLogic NoSQL 資料庫儲存基準測試、透過 SysBench 測試的 MySQL OLTP 效能以及使用模擬 TCP-C 工作負載測試的 Microsoft SQL Server OLTP 效能。

我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境需要四個一組的 SSD，可用容量至少為 200GB，因為 NoSQL 數據庫的四個數據庫節點需要大約 650GB 的空間。我們的協議使用 SCST 主機並在 JBOD 中呈現每個 SSD，每個數據庫節點分配一個。測試在 24 個間隔內重複進行，總共需要 30-36 小時。 MarkLogic 記錄每個 SSD 的總平均延遲以及間隔延遲。

三星 SSD 845DC EVO 能夠與來自 SanDisk 和英特爾的一流 MLC SSD 保持同步，並以 840 毫秒的總體平均延遲輕鬆擊敗以客戶端為中心的三星 SSD 3.7495 Pro。

在 NoSQL 基準測試期間，大多數操作的延遲結果低於 30 毫秒，儘管 845DC EVO 確實遇到了一些延遲峰值，這對於 SSD 來說並不異常。

下一個應用基準測試是使用SysBench 對 Percona MySQL OLTP 資料庫進行測量。在此配置中，我們使用一組Lenovo ThinkServer RD630伺服器作為資料庫用戶端，並將資料庫環境儲存在單一磁碟機上。此測試測量平均 TPS（每秒事務數）、平均延遲以及在 2 到 32 個執行緒範圍內的平均第 99 個百分位延遲。 Percona 和 MariaDB 在其資料庫的最新版本中都使用了 Fusion-io 快閃記憶體感知應用程式 API，但為了便於比較，我們在此測試中使用的是每個裝置的「傳統」區塊儲存模式。

在本次審查時，我們最近將 Sysbench 測試中使用的 Lenovo ThinkServer RD630 從雙 Intel E5-2650 CPU 升級為雙 E5-2690 CPU，這與歷史比較的性能數據略有偏差。我們將數據作為參考，並將重新對之前評論過的 SSD 進行基準測試，以便進行適當的比較。

三星 845DC EVO 在整個 MySQL 基準測試中保持接近榜首，在 1,333 線程工作負載下每秒處理 32 個事務。

三星845DC EVO在 MySQL 基準測試中表現出了優異的平均延遲成績。

在我們最壞情況下的 MySQL 延遲場景中，三星 845DC EVO 的總體排名第二。

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，能夠模擬複雜應用環境中的各種活動。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。我們的 SQL Server 協定使用一個 685GB（3,000 規模）的 SQL Server 資料庫，並透過 30,000 VU 負載來測量交易效能和延遲。

在我們的 SQL Server 測試中，三星 845DC EVO位列第五，與排行榜上的其他頂級型號緊隨其後。但在 SQL Server 測試中，TPS（每秒交易數）並非關鍵因素，關鍵在於交易的交付速度。

將我們的注意力轉移到總體平均延遲上，三星 845DC 落後於包的頂部（儘管仍然接近）；但是，下面的 SSD 顯示出延遲的巨大飛躍。這對三星來說意義重大，因為它緊隨其後的許多驅動器都是高性能 MLC SSD。

綜合工作負載分析

我們的綜合基準測試協議均首先使用與測試設備時相同的負載，對目標儲存設備進行預處理，使其達到穩定狀態。預處理過程使用 16 個執行緒進行高負載運行，每個執行緒的待處理佇列為 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，每個被比較的設備都會在多個線程/隊列深度配置文件中進行測試，以顯示輕度和重度使用情況下的性能。我們對三星 845DC 的綜合工作負載分析使用 4k 和 8k 配置文件，這些配置文件廣泛用於製造商規範和基準測試。

4k 配置文件
- 100% 讀取和 100% 寫入
8K 配置文件
- 70% 讀取，30% 寫入
- 100% 8K

在預處理過程中，三星 845DC 一開始就表現出了出色的結果，但隨著它接近 15,750IOPS 的穩定狀態，其性能逐漸下降。

在4K預處理平均延遲方面，三星845DC的表現處於中等水平。美光M500DC的表現最佳。

在 845k 預處理期間，三星 4DC 的最大延遲值保持在接近頂部的位置，僅次於 Micron P400m 200GB。

我們 4k 預處理過程的標準偏差結果表明，三星 845DC 在隨機 4k 傳輸方面繼續保持強勁性能，以非常穩定的速度接近 8.3 毫秒大關，沿途幾乎沒有尖峰。

在主要的 4k 綜合基準測試中，三星 845DC 的讀取操作性能最高，為 74,253IOPS，而寫入操作的性能則為 15,507IOPS。

三星 4DC SSD 的 845k 工作負載的平均延遲結果非常出色，平均讀取時間非常低，為 16.5 毫秒，平均寫入時間為 3.4 毫秒，分別位居第一和第二。

三星 4DC 的 845k 基準測試期間記錄的最大讀取延遲分別為 3.44 毫秒和 16.5 毫秒，在讀取和寫入延遲方面表現最佳。

計算 4k 延遲結果的標準偏差表明三星 845DC 在我們的主要 4k 綜合基準測試中繼續佔據主導地位，儘管這是一場激烈的比賽。

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%。三星845DC在中游的爆發性表現之後，以16T16Q的優勢穩居第三。

在我們的平均延遲測試中，三星 845DC 在 11k 8/70 配置文件的預處理期間接近 30 毫秒。

我們在預調節期間的 8k 70/30 最大延遲結果顯示三星 845DC 的性能穩定，以 58 毫秒的成績接近榜首。

8k 70/30 預處理過程中的標準偏差計算顯示，三星 845DC 在穩定狀態下接近 5.23ms，僅次於英特爾 DC SSD。

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%。在三星 845DC 保持領先直到大約 180 分鐘標記的非常強勁的爆發性能之後，該驅動器穩定下降，最終排在中間。

我們在 8k 70/30 預處理過程中的平均延遲結果圖通常是預處理期間吞吐量性能的鏡像。三星 845DC 的初始爆發表現不佳，但最終在 140 分鐘大關處穩步上升。

在我們的 845k 8/70 預處理期間，三星 30DC 的最大延遲結果振盪到接近 48 毫秒，最終成為最低的最大延遲之一，沒有任何重大峰值。

8k 70/30 預處理的標準偏差計算將三星 845DC 再次列為最佳表現者，最後穩步上升至僅 5.15 毫秒。

結語

憑藉 SSD 845DC EVO，三星率先提供採用 TLC NAND 的企業級 SSD。與它打算對抗的客戶端驅動器和更昂貴的基於 MLC 的入門級企業 SSD 相比，這個先例的最終結果是非常令人印象深刻的性能數字。三星針對服務器和數據中心優化了 845DC EVO，性能穩定。此外，三星 845DC EVO 為此類驅動器提供極低的延遲，這在交付響應式應用程序時至關重要。

進一步詳細查看其性能，三星 845DC EVO 在我們的應用程序和綜合基準測試中取得了出色的成績。在我們的綜合測試中，三星 845DC EVO 在我們的 4K 隨機讀寫性能基準測試中表現最佳，並且在我們的 8k 70/30 工作負載中也名列前茅。在我們的 MarkLogic NoSQL 基準測試中，基於 TLC 的 845DC EVO 毫無疑問地名列前茅，領先於一些基於 MLC 的同類產品。在我們的 SQL Server 測試中，845DC 的表現也非常強勁，與高性能 MLC SSD 保持一致沒有任何問題。 Sysbench MySQL 的數據講述了一個類似的故事。

就定價而言，三星為其企業 845DC EVO 系列的所有容量提供具有競爭力的價格點。雖然批量定價會有所不同，但 845DC EVO 有望成為市場上成本最低的企業級 SSD。三星之所以能夠提供這一點，部分原因在於擁有自己的 NAND 工廠和內部組件，這使其比其他公司更具優勢，因為它允許他們以更低的成本生產更可靠的產品。驅動器成本顯然至關重要，因為 845DC EVO 在該領域與高端客戶端驅動器正面交鋒。在該市場中，添加額外的企業功能（如電源故障保護和已知的耐久性支持）應該會促使許多購買者轉向 845DC EVO。由於TLC的不確定性，只購買企業級產品的主流企業買家可能更難銷售；但就像他們在客戶端發現的那樣，時間可能有助於減輕一些擔憂。

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