希捷 1200.2/美光 S600DC 企業級 SAS SSD 評測

今年二月，美光科技和希捷科技簽署了一項策略合作協議，旨在充分發揮雙方優勢，共同打造下一代快閃儲存產品。希捷科技在驅動器介面方面擁有深厚的智慧財產權組合，而美光科技則擁有豐富的NAND快閃資源；雙方的優勢完美互補。此次合作的首款產品為企業級SAS固態硬碟，採用雙色設計，分別對應希捷1200.2和美光S600DC。兩款硬碟本身完全相同；兩家公司提供的所有組件、韌體和功能都一致，甚至來自同一條生產線。唯一的區別在於各自的市場推廣策略以及固態硬碟外殼上的標籤。

深入研究驅動器本身，可用的配置旨在滿足廣泛的企業需求。 有幾十種配置選項，因為驅動器有九種容量配置，範圍從 200GB 到 3.84TB，還有四種耐用性類別（每天 1、3、10 和 25 次驅動器寫入）和三種加密選項（無、SED、 SED FIPS）。 並非每種配置都提供容量，例如只有 200GB 和 400GB 具有巨大的 25DWPD 耐力等級，但配置選項的絕對數量應該滿足絕大多數需求。

由於選項範圍廣泛，1200.2/S600DC 幾乎可以用於企業需要的任何地方，該平台確實是所有行業的傑作，從寫入密集型事務工作負載到更多以讀取為中心的基於 Web 的應用程序需求。 所有驅動器均提供 200,000 次 4K IOPS 隨機讀取和高達 80,000 次隨機寫入 IOPS（取決於容量）以及 115 微秒的平均延遲。 其他主要功能包括高級介質磨損保護、斷電數據保護、全路徑數據保護、多層錯誤恢復技術以及針對 NAND 閃存優化的高級錯誤檢測/糾正編碼，並且每個都提供 5 年保修。

我們的評測樣本包括 1.6TB 希捷 1200.2 SAS 固態硬盤，儘管數據在各個方面都與美光 S600DC 產品相同。

希捷 1200.2/美光 S600DC SAS SSD 規格

• 容量：
  • 高耐久性（美光 S655DC）:
    • 400GB（ST400FM0323）
    • 200GB（ST200FM0133）
  • 主流續航（美光S650DC）
    • 3.2TB（ST3200FM0023/S650DC）
    • 1.6TB（ST1600FM0003/S650DC）
    • 800GB（ST800FM0173/S650DC）
    • 400GB（ST400FM0233/S650DC）
  • 耐光性（美光 S630DC）
    • 3.84TB（ST3840FM0003）
    • 3200GB（ST3200FM0063）
    • 1920GB（ST1920FM0003）
    • 1600GB（ST1600FM0073）
    • 960GB（ST960FM0003）
    • 800GB（ST800FM0233）
    • 480GB（ST480FM0003）
    • 400GB（ST400FM0303）
  • 可擴展的耐用性（美光 S610DC）
    • 3840GB（ST3840FM0043）
    • 1920GB（ST1920FM0043）
• 接口 雙 12Gb/s SAS
• NAND 閃存類型 eMLC
• 外形尺寸 2.5 英寸 × 7 毫米
• 性能
  • 順序讀取 (MB/s) 峰值，128KB：高達 1900
  • 順序寫入 (MB/s) 峰值，128KB：高達 850
  • 隨機讀取 (IOPS) 峰值，4KB QD32：高達 200,000
  • 隨機寫入 (IOPS) 峰值，4KB QD32 高達 80,000
  • 平均延遲（微秒）：115
• 耐力/可靠性
  • 終身耐力 (DWPD)：
    • 高耐力：25
    • 主流耐力：10
    • 耐光度：3
    • 可擴展耐力 1
  • 每位讀取的不可恢復讀取錯誤：每 1E10 17 次
  • 年化故障率 (AFR)：0.35%
• 電力管理
  • +5/+12V 最大啟動電流 (A)：0.44/0.41 至 0.44/0.42
  • 平均睡眠功率 (W)：3.1
  • 可配置功率限制設置 (W)：9 至 12
  • 平均空閒功率 (W)：3.6 至 7.6
• 環境建議
  • 內部工作溫度 (°C)：0 至 70
  • 非工作溫度 (°C)：–40 至 75
  • 溫度變化率/小時，最大值 (°C)：20
  • 相對濕度，非冷凝 (%)：5 至 95
  • 衝擊，0.5 毫秒 (Gs)：1000
  • 振動，10Hz 至 500Hz (Grms)：1.98
• 有限保修（年）：5

設計和建造

希捷 1200.2/美光 S600DC 是一款 2.5 英寸外形規格的固態硬盤，z 軸高度為 15 毫米。 雖然它比其他 SSD 更厚，但它仍然適合大多數陣列。 硬盤整體顏色為金銀色，頂部有大標籤，上面有具體型號等信息。

打開驅動器，我們可以看到額外厚度的原因。 有兩個 PCB 通過帶狀電纜連接。 該驅動器使用 LSI 控制器（下方的銀色部分）並具有 10 微米 16 納米 eMLC NAND 封裝和 eASIC 橋接器，用於擴展每個通道的裸片數量。 我們可以在 PCB 的外面看到 5 個 NAND pack。

PCB 內部還有另外 5 個 NAND 封裝。

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：

• 東芝PX04S 1.6TB SAS3
• HGST 1.6TB SAS3

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，我們首先對 Seagate 1200.2/Micron SC600DC 進行基準測試，測試內容包括透過 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。

StorageReview 的Microsoft SQL Server OLTP 測試協定採用交易處理效能委員會 (TPC) 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，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。在本次評測中，我們使用的每個 SQL Server 虛擬機器執行個體都包含一個 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其交易效能和延遲。

查看 SQL Server 輸出時，希捷的吞吐量最高，為 3,152.7 TPS。 實際上，兩個虛擬機彼此的 TPS 相差在 0.1 以內，總計為 3,152.6 TPS。 東芝硬盤緊追希捷，而 HGST 以 3,139.2 TPS 的最佳性能遠遠落後。

15k 用戶 SQL Server 基準測試期間的平均延遲結果將 Seagate 驅動器置於包的中間，單個 VM 的延遲相同，為 15 毫秒，因此聚合也相同，為 15 毫秒。 其他驅動器以及 Toshiba 的最低延遲為 8ms，HGST 驅動器為 27ms，單個 VM 和聚合的性能相同。

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。 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，我們仍使用它們的「傳統」區塊儲存模式對每個裝置進行測試。

在平均每秒事務處理基準中，希捷處於中間位置，每個虛擬機之間的差異在 0.4TPS 以內（906.6 到 907），總得分為 3,627.1 TPS。 Toshiba 以 1,074.1 到 1,077.8 TPS 之間的單個 VM 運行和 4,302.2 TPS 的總得分位居榜首。 HGST 落後於其他兩個驅動器，單個 VM 的運行速度在 863.8 到 864.5 TPS 之間，總得分為 3,456.8 TPS。

平均延遲為我們提供了相同的驅動器位置，希捷位於中間，總平均延遲為 35.3 毫秒，東芝領先，為 29.8 毫秒，HGST 位於尾端，總延遲為 37 毫秒。

在我們最壞情況下的 MySQL 延遲場景（第 99 個百分位延遲）方面，希捷再次以 67.9 毫秒的總分居中，東芝以 55.4 毫秒的總分領先，HGST 再次墊底總分 73.3 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。所有用於對比的驅動器均使用廠商提供的工具進行安全擦除，並在 16 個執行緒的高負載下（每個執行緒有 16 個未完成任務）進行預處理，使其達到穩定狀態。

• 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 Seagate 1200.2 的綜合工作負載分析使用了兩個廣泛用於製造商規範和基準測試的配置文件。 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繪了現實世界中不會發生的場景中的驅動器。

• 4k
  • 100% 讀取和 100% 寫入
• 8k
  • 70% 讀取/30% 寫入

在我們的吞吐量 4k 寫入預處理測試中，希捷再次處於中間位置，開始時約為 140,000 IOPS，然後達到略低於 90,000 IOPS 的穩定狀態。 Toshiba 在穩定狀態下完成了 92,000 IOPS，HGST 完成了大約 70,000 IOPS。

接下來我們看看平均延遲，東芝和希捷都在 2 毫秒以下開始。 東芝驅動器在第一個小時結束前出現峰值，從那時起，延遲一直保持在 2.769 毫秒左右。 希捷硬盤在第一個小時後飆升，然後在 2.8 毫秒左右浮動略高。

對於最大延遲，我們看到希捷的延遲出現了一些巨大的峰值，而其他兩個驅動器相比之下保持相對一致。 雖然希捷給我們的峰值高達 98.74 毫秒，但它確實比其他兩個驅動器低 7.485 毫秒。

標準偏差計算使希捷 1200.2 延遲性能結果的一致性更容易可視化。 驅動器再次落在包的中間，開始時有一些更重的尖峰，並在測試接近尾聲時再次發生。 東芝驅動器提供了最低的延遲和最高的一致性。

在主要的 4k 綜合基準測試中，希捷 1200.2 在我們的吞吐量測試中處於中間位置，儘管它與領先者東芝硬盤相差不遠。 希捷的讀取性能為 182、546 IOPS，寫入性能為 88,945 IOPS。

平均延遲給了我們類似的位置，中間的希捷只是落後於領導者，再次是東芝驅動器。 希捷的讀取延遲為 1.4 毫秒，寫入延遲為 2.88 毫秒。

雖然最大延遲給了我們類似的位置，但東芝的讀取延遲要好得多，為 5.1 毫秒。 希捷的讀取延遲為 21.5 毫秒，寫入延遲為 16 毫秒。

標準偏差再次將 Seagate 硬盤置於中間位置（讀取時間為 0.12ms，寫入時間為 0.352ms），但它並沒有接近 Toshiba 硬盤（讀取時間為 0.023ms，寫入時間為 0.238ms），它的表現遠遠超過了 HGST（0.224）毫秒讀取和 0.867 毫秒寫入）。

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%。 在切換到主要測試之前，我們再次從預處理結果開始。 這一次，希捷以 23,636 IOPS 的速度墊底，並在其預處理期間逐漸提高速度。 但這不是驅動器問題，而是性能在不切實際的情況下出現偏差的方式。 來自安全擦除狀態，Seagate SSD 不會像數據預先寫入這些區域時那樣快地從驅動器的空白區域“讀取”。 當驅動器完全填滿數據時，性能會提高。 實際上，我們將此驅動器的預處理時間加倍，以確保其完全達到最佳性能。 其他兩個驅動器開始時更高，並且始終保持高得多。

平均延遲描繪了類似的畫面。 希捷硬盤開始時更高，並在前幾分鐘內飆升至 15.88 毫秒，然後在預處理期間下降。 其他兩個驅動器開始大約 2 毫秒，並且都保持在 4 毫秒以下，東芝的延遲最低，為 2.41 毫秒，比 HGST 的 1 毫秒整整 3.52 毫秒。

最大延遲再次給我們帶來了峰值，只有希捷硬盤似乎使吞吐量達到峰值，測試高達 182.08 毫秒。 希捷以 15.69 毫秒結束，低於 HGST 的 17.93 毫秒，但是 HGST 驅動器沒有像希捷驅動器那樣多的尖峰或尖峰那麼高。

對於標準偏差，Seagate 在開始時飆升至 5.6 毫秒，然後在 1.5 小時後浮動至 6 毫秒以下。 在另一個較小的峰值之後，希捷以最高延遲完成了大約 1.2 毫秒。

完全預調後，希捷在我們主要的 8k 70/30 測試中進入中間位置。 希捷硬盤達到 83,840 IOPS 的峰值。

對於平均延遲，我們似乎得到了與我們在整個測試過程中看到的類似結果，希捷處於中間位置，運行在東芝驅動器之後，但在 HGST 驅動器之前。

在最大延遲的情況下，所有三個驅動器都運行了一個基本一致的測試，每個驅動器都有一個峰值。 不過，這裡的 HGST 飆升超過 100 毫秒。 東芝再次在希捷中間跑得更好。

標準偏差顯示所有三個驅動器運行緊密並保持在 1 毫秒以內，希捷運行在中間，東芝位居榜首，HGST 墊底。

結語

希捷 1200.2/美光 S600DC 系列硬盤提供 SAS 接口、高達近 4TB 的容量和四種不同的耐用等級，旨在滿足大多數企業需求。 這些驅動器一直到固件都是相同的（固件的功能部分，固件中的驅動器標識對於每個品牌都是唯一的），這是兩家公司獨特的開發和營銷策略。 1200.2/S600DC 顯然是兩家公司自己生產的最好的 SAS SSD，因此合作夥伴關係的早期紅利似乎得到了很好的回報。 不過，長期來看會很有趣，因為這種聯合戰略非常適合發布，但如果希捷和美光都認為自己是未來的 SSD 供應商，那麼隨著時間的推移可能會證明是站不住腳的。 只有當原始設備製造商從供應商多源採購的角度將其視為兩個獨立的產品時，缺乏差異化或統一的市場策略才會奏效，他們可能會認為這是一個新領域。

在性能方面，Seagate 1200.2/Micron S600DC 在我們的 SQL Server 測試中名列前茅，以 3,152.6 TPS 的總成績擊敗 Toshiba 硬盤幾個 TPS。 在我們的其他應用程序測試中，我們看到 Seagate 1200.2/Micron S600DC 驅動器在我們其餘大部分測試中都處於中間位置。 在我們的 SQL Server 平均延遲中，我們看到總延遲為 15 毫秒。 在我們的 Sysbench 測試中，我們看到總 TPS 為 3,627.1，平均延遲為 35.3 毫秒，最壞情況（第 99 個百分點）的總結果為 67.9 毫秒。

在我們的綜合基準測試中，希捷 1200.2/美光 S600DC 正好落在中間，每次測試都為我們提供了 4k 吞吐量 182,546 IOPS 讀取和 88,945 IOPS 寫入，平均讀取延遲為 1.4 毫秒，寫入延遲為 2.88 毫秒，標準偏差為 0.12毫秒讀取和 0.352 毫秒寫入。 在我們的 8k 70/30 工作負載中，Seagate SSD 排名中間，即使其獨特的預處理性能比組中的其他產品慢。 在每項主要測試中，Seagate 1200.2/Micron S600DC 都處於中間位置，落後於 Toshiba 並擊敗了 HGST SSD。

優點

• 容量高達3.84TB
• 提供多種驅動器以適應不同的耐用性
• 跨所有測試工作負載的平衡性能

缺點

• 在與頂級 SAS3 SSD 的競爭中處於中間位置

底線

Seagate 1200.2/Micron S600DC 提供多種容量、加密和耐用性配置，可滿足所有企業需求。

希捷 1200.2

美光 SAS SSD

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