SanDisk Optimus Eco 400GB SAS SSD 評測

by 馬克基德 on 2013 年 12 月 12 日

企業 ◇ SSD

Optimus Eco 採用 SanDisk 的 Guardian 技術平台，提升了 19nm 多層單元 (MLC) 快閃記憶體的效能，以滿足讀取密集應用的需求，容量分別為 400GB、800GB、1.6TB 和 2TB。 Guardian 技術平台是 SanDisk 近期收購 SMART Storage Systems 的一部分，SMART 去年在Optimus SAS 企業級 SSD 的評測中也充分利用了該平台。 Optimus Eco 的使用場景和 NAND 快閃記憶體與 Optimus 不同，但在我們的基準測試中依然取得了優異的成績，這種靈活性也解釋了 SMART 的 MLC 技術和工程資源為何如此吸引 SanDisk。

根據 SanDisk 基準測試，Optimus Eco 可實現高達 90K/35K IOPS 的隨機讀/寫性能和高達 500/500 MB/s 的持續讀/寫速度，我們將與綜合基準測試和模擬各種基準測試進行比較StorageRevew 企業測試實驗室中的真實企業工作負載。 Optimus Eco 還包括對寬端口 SAS 功能的支持，為支持它的主機提供高達 1 GB/s 的持續讀取性能。 Optimus Eco 由 SanDisk 的 Guardian 技術平台提供支持，該平台由 FlashGuard、DataGuard 和 EverGuard 技術組成，協同工作以提供適合企業應用程序的性能和耐用性。

FlashGuard 技術允許 Optimus Eco 的 19 納米消費級 MLC 閃存每天提供三個隨機或七個順序驅動器寫入。 FlashGuard 單獨處理每個電池，以最大限度地利用更強的閃存元件，並通過兩項關鍵技術最大限度地減少對較弱元件的磨損：聚合閃存管理和高級信號處理。聚合閃存管理技術通過將閃存元素作為一個系統而不是離散元素的集合來管理，從而延長了 MLC 的使用壽命，這意味著閃存的耐久性管理可以在一個塊內的多個頁面上進行協調，並在 SSD 內的多個塊上進行協調。 Advanced Signal Processing 持續監控閃存以分析其性能並將控制器的操作參數動態匹配到當前條件。

SanDisk Optimus Eco SAS 規格

接口：SAS 6Gb/s
接口端口：雙/寬
持續讀/寫：500/500 MB/s（雙）或 1GB/s（寬端口）
隨機讀/寫 (IOPS)：高達 90K/35K IOPS
容量
- SDLKGD6M-400G-5CA1: 400GB
- SDLKGC6M-800G-5CA1: 800GB
- SDLLGC6M-016T-5CA1: 1.6TB
- SDLLGC6M-020T-5CA1: 2TB
扇區大小：512、520、528 字節
數據可靠性：讀取的 1e10 位中有 17 個不可恢復的錯誤
MTBF：2.5萬小時
順序工作負載耐力：3 DWPD
隨機工作負載耐力：7 DWPD
數據故障恢復：FRAME（內存元素的靈活冗餘陣列）
電源故障恢復：EverGuard 備用電源電路
數據路徑保護：DataGuard、T-10 DIF
保修期：5年
安全性：符合 TCG 企業標準
加密：AES 256 位
Vcc 電源：5V/12V
有源功耗（典型值）：7W
衝擊：1000 g 半正弦波，0.5 毫秒，沿 X、Y、Z 軸每個方向 3 次沖擊
振動：2.17 g rms，7-800 Hz
工作溫度：0°C 至 70°C（內部）
儲存溫度：-40°C至90°C
濕度：5% 至 95%，非冷凝，相對濕度
海拔高度：5,486 米（18,000 英尺）
機構
長度：100.20mm
寬度：69.85mm
高度：9.5mm/15mm

設計和建造

與 Optimus 一樣，Optimus Eco 提供適用於較小容量的 9.5 毫米外形尺寸和適用於較大容量變化的 15 毫米外形尺寸。 400GB 版本的厚度為 9.5 毫米，與 Optimus 一樣，採用有助於散熱的 CNC 製造合金封裝。

SanDisk Optimus Eco 支持雙 SAS 接口和寬 SAS 接口。

Optimus Eco 中採用的第三代 EverGuard 技術利用電容器陣列確保在電源中斷期間將數據從寫入緩存傳輸到閃存。

測試背景和比較

Optimus Eco 使用帶有 88nm Toshiba NAND 的 Marvell 9185SS19 控制器，其接口提供雙 SAS 連接和寬 SAS 連接。既然 MLC 閃存在企業市場中已經站穩腳跟，越來越多的同類驅動器可用於評估 Optimus Eco。

本次審查的可比性：

日立SSD400M （400GB，英特爾 EW29AA31AA1 控制器，英特爾 25 納米 MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
日立SSD800M （800GB，Intel聯名DB29AA11B0控制器，Intel 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
STEC s842（s840 系列）（800GB，STEC 24950-15555-XC1 控制器，東芝 MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
閃迪擎天柱 (400GB, 第三方控制器, Toshiba 34nm MLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
東芝 PX02SM （400GB，Marvell聯名TC58NC9036GTC主控，東芝24nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
東芝eSSD （400GB，Marvell 88SS9032 控制器，東芝 32nm SLC NAND，6.0Gb/s SAS）
OCZ 塔羅斯 2 R （400GB，SandForce SF-2500 控制器，Intel 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）

Optimus Eco SAS 及其同類產品在我們基於Lenovo ThinkServer RD630 的第二代企業級測試平台上進行了基準測試。該基於 Linux 的測試平台整合了 LSI 9207-8i HBA 互連硬件，並針對快閃記憶體效能進行了 I/O 調度最佳化。在我們的綜合基準測試中，Linux 系統使用 FIO 2.0.10 版本，Windows 系統使用 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

應用性能分析

StorageReview 最近推出了兩個針對企業級 SSD 的全新應用程式效能基準測試：我們專有的MarkLogic NoSQL 資料庫儲存基準測試和SysBench OLTP MySQL 基準測試。

我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境需要四個一組的 SATA 或 SAS SSD，可用容量至少為 200GB，因為 NoSQL 數據庫需要大約 650GB 的空間才能跨四個數據庫節點工作。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。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。 MarkLogic 記錄每個 SSD 的總平均延遲以及間隔延遲。

MarkLogic 在 NoSQL 基準測試期間對總體平均延遲的分析將 Optimus Eco 置於僅次於 SanDisk Optimus 之後，使其在同類產品中的總體平均延遲第二低。

SanDisk Optimus 延遲性能的詳細圖表顯示大多數操作保持在 6 毫秒或以下，少數小峰值達到 7 毫秒和 11 毫秒之間。

SanDisk Optimus Eco 無法像其 Optimus ccousin 一樣一致地管理 NoSQL 延遲性能，許多合併寫入延遲的延遲比 Optimus Eco 在其他方面非常一致的延遲配置文件要差得多。

Hitachi 的 Ultrastar SSD400M 的延遲變化比 SanDisk 的兩個同類產品都大，NoSQL 日誌寫入操作期間的延遲最大。

OCZ Talos 2 R 的整體性能與 SSD400M 相似，延遲峰值在 9-32 毫秒之間，但其最高峰值出現在合併寫入操作期間。

Toshiba PX02SM 在 NoSQL 基準測試中表現最差，日誌寫入延遲為 10-30 毫秒

第二輪應用程序基準測試是通過 SysBench 進行的，它使用 OLTP 工作負載來衡量運行 InnoDB 引擎的 MySQL 數據庫的性能。在此測試配置中，我們使用一組運行 CentOS 的 Lenovo ThinkServer RD630 來驅動使用單個驅動器的工作負載。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。

在 Sysbench 中測量每秒平均交易量 (TPS) 時，Optimus Eco 的表現處於中間水平，在工作負載擴展到 1395 個線程時達到 32TPS。

SanDisk Optimus Eco 在我們對 MySQL 基準測試期間的平均延遲的測量中也有自己的優勢，但並沒有在同類產品中脫穎而出。

繪製最壞情況的第 99 個百分位延遲圖表，SanDisk Optimus Eco 在 8 線程和 16 線程工作負載期間表現最差，但與我們進行基準測試的其他 eMLC SSD 相比，它在任何規模上的表現都不是特別好。

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，這意味著必須在每次測試之前對閃存進行預處理，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。我們針對 Optimus Eco 的企業綜合工作負載分析包括兩個開發的配置文件，以便更輕鬆地與我們過去的基准進行比較，以及廣泛發布的企業驅動器性能規範，例如最大 4k 讀寫速度和 8k 70/30。

4k
- 100% 讀取或 100% 寫入
8k 70/30
- 70% 讀取，30% 寫入
- 100% 讀取或 100% 寫入

Optimus Eco 在我們的 4k 預處理過程中提供了強大的吞吐量結果，隨著曲線接近穩定狀態，Optimus 排名第二。

Optimus Eco 以 4 毫秒的中等平均延遲開始 6.3k 預處理，但沒有遇到大多數類似驅動器在工作負載大約一個小時時遇到的延遲增加。 Optimus Eco 以 4 毫秒的平均延遲完成 7.5k 預處理，再次有效地與 Optimus 並列第二低，僅次於 Hitachi SSD800MM。

4k 預處理期間的最大延遲結果揭示了 Optimus Eco 性能的強項。在過程開始時，Optimus Eco 沒有取得顯著的結果，但在預調節結束時，Optimus Eco 持續獲得僅次於 Hitachi SSD800MM 的第二低的最大延遲。

在 4k 預處理曲線期間繪製延遲標準偏差圖表提供了一種更清晰的方法來檢查 Optimus Eco 與此工作負載的性能一致性。 Optimus Eco 在 800 小時的預處理窗口中經歷了相對較小的標準偏差增加，再次排名第二，僅次於 Hitachi SSDXNUMXMM。

完成預處理後，SanDisk Optimus Eco 400GB 的 4k 讀取 IOPS 達到 97,019，同類產品的中值，並且 4k 寫入 IOPS 得分為 33,795，排名第三，僅次於 SanDisk Optimus 並達到了 SanDisk 宣傳的最大 IOPS。

平均延遲結果顯示，Optimus Eco 的平均讀取延遲為 2.64 毫秒，排名第四，4k 寫入延遲的平均為 2.54 毫秒，排名第三。

當我們僅繪製 4k 測試期間同類產品經歷的最大延遲時，Optimus Eco 的最大延遲為 15.3 毫秒，排名第三，其最大寫入延遲為 800 毫秒，僅次於日立 SSD68.4MM。

標準偏差圖表反映了 Optimus Eco 在 4k 測試期間相對較少的延遲峰值。 Optimus Eco 在 1.27k 寫入基準測試中經歷了 4ms 的標準偏差，並在寫入測試期間將標準偏差保持在 4.11ms。

第二個綜合基準測試使用 8k 的數據和 70/30 的讀/寫比率。在 8k 預處理曲線期間繪製驅動器吞吐量圖表可以輕鬆識別共享 Guardian 技術平台的兩個 SanDisk 驅動器，即使它們使用不同的 MLC NAND。與大多數在預處理開始時經歷一段高突發性能時期的比較對像不同，Optimus Eco 的吞吐量在預處理曲線期間逐漸增加，然後穩定在接近 36,200 IOPS 的可比較對象的中間。

SanDisk Optimus Eco 與其 Optimus 同類產品一樣，在 8k 預處理曲線期間也經歷了延遲改進。從 14.4 毫秒的平均延遲開始，Optimus Eco 最終在進入穩定狀態時將該數字減半，這是一種強大但平平無奇的性能。

與 4k 預調節期間的平均延遲結果一樣，Optimus Eco 沒有遇到任何意外的最大延遲峰值，在預調節過程中有所改善，達到 55.3 毫秒。

在預處理期間繪製我們的比較標準偏差圖表顯示，Optimus Eco 在進入穩定狀態時保持大約 6.4 毫秒的標準偏差，在基準測試的七個驅動器中排名第四。

完成 8k 測試的預處理後，基準測試正式開始。我們的 8k 70/30 綜合基準測試跨各種線程和隊列深度組合評估每個可比較的驅動器，以便更好地了解設備在不同工作負載下的優勢和劣勢。從吞吐量來看，無論工作負載強度如何，Optimus Eco 都處於中間位置。

Optimus Eco 在 8k 基準測試期間的平均延遲圖中再次取得了可觀但平均的結果，從 0.26 個線程和 2 個隊列的 2 毫秒開始，在 7.15 個線程和 16 個隊列的最大工作負載下達到 16 毫秒。

與 SanDisk Optimus 在 8 個線程和 16 個隊列時出現異常延遲峰值不同，Optimus Eco 在整個 8k 測試協議的同類產品中提供了強大但典型的最大延遲性能。

測量 8k 基準延遲結果的標準偏差，SanDisk Eco 沒有提供任何驚喜，標準偏差從 0.43 毫秒開始，在最大線程和隊列負載下以 6.54 毫秒結束。

結語

SMART Storage Systems 率先提供基於 eMLC 的企業級 SSD。 SanDisk 今年早些時候對 SMART 的收購將這些關鍵的工程和知識產權資源引入了內部，因為 Guardian 技術平台證明了自己是確保 MLC NAND 企業性能的強大基礎。 Optimus Eco 的基準測試結果表明，SanDisk 相對於 SanDisk 競爭對手提供的 eMLC 技術具有一些優勢。最引人注目的是，我們兩個綜合基準的預處理曲線提供了明確的證據，表明 Optimus Eco 與其同類 Optimus 一樣，能夠隨著時間的推移根據工作負載調整其性能，直到達到穩定狀態。

Optimus Eco 預調節曲線與其他同類產品相反，後者通常在預調節開始時提供爆發式的高性能，隨著時間的推移逐漸降低性能。雖然有些應用程序的高速爆發可以提供優勢，但在許多情況下，部署像 Optimus Eco 這樣的 SSD 可以通過智能地適應工作負載來獲得性能，這將被證明是有價值的。 Optimus Eco 並未在我們的任何一項基準測試中佔據主導地位，而是在各種工作負載中提供一致的性能，這些工作負載可能會在各種情況下發現此 SSD，其多功能性和成熟的技術平台與極具吸引力的性能價格比相結合比率。

優點