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希捷 600 Pro 企業級固態硬盤評測

by 凱文·奧布萊恩

希捷 600 Pro SSD 是一款 2.5 英寸 MLC NAND 企業級 SSD,外形尺寸為 7 毫米,容量高達 480GB,專為讀取密集型應用而設計。 由於其尺寸,600 Pro 幾乎可以輕鬆安裝在任何平台上,最大限度地提高容量,同時最大限度地減少佔地面積。 不過,希捷在此硬盤工程設計過程中的主要重點是構建一款硬盤,以滿足企業對 SSD 不斷增長的需求,以合理的價位提供企業級耐用性和足夠的性能。 需要這些類型驅動器的組織包括中心、雲系統構建者、雲服務提供商或虛擬化企業。 在這些應用程序中,企業需要比客戶端 SSD 更耐用; 它需要一個可以長期可靠依賴的驅動器,從而保證數據安全。


希捷 600 Pro SSD 是一款 2.5 英寸 MLC NAND 企業級 SSD,外形尺寸為 7 毫米,容量高達 480GB,專為讀取密集型應用而設計。 由於其尺寸,600 Pro 幾乎可以輕鬆安裝在任何平台上,最大限度地提高容量,同時最大限度地減少佔地面積。 不過,希捷在此硬盤工程設計過程中的主要重點是構建一款硬盤,以滿足企業對 SSD 不斷增長的需求,以合理的價位提供企業級耐用性和足夠的性能。 需要這些類型驅動器的組織包括數據中心、雲系統構建商、雲服務提供商或虛擬化企業。 在這些應用程序中,企業需要比客戶端 SSD 更耐用; 它需要一個可以長期可靠依賴的驅動器,從而保證數據安全。

借助 Seagate 600 Pro SSD,希捷正在提供滿足這些需求的功能。 除了纖薄的外形和高達 480GB 的容量之外,該驅動器還提供低功耗、高 IOPS 設計,這對於實現穩定的性能非常重要,同時仍然提供節能和低 TCO。 希捷將 600 Pro 的平均運行功率定為 2.8W,在睡眠模式下僅為 0.5W。 此外,希捷將 600 Pro 推向市場,提供六種容量產品。 這個模型並不過分。 六個選項中的三個選項的超額配置更為嚴重,為 22%(之前為 6%),可為預計在 5 年保修期內向驅動器寫入更多數據的組織提供更大的耐用性。

在 600 客戶端 SSD 和 600 Pro 之間,在設計方面基本上存在三個主要差異。 首先,雖然客戶端硬盤有 120、240 和 480GB 容量,但 Seagate 600 Pro SSD 具有相同的 6% 超額配置容量以及 100、200 和 400GB 型號以 22% 的超額配置率提供最佳耐用性. 這些過度配置的型號使用相同的 NAND 配置,在保修期內提供多出數倍的 TB 寫入量。 其次,600 Pro 還提供電源故障保護,旨在通過在電源中斷時保持驅動器在線足夠長的時間以將緩存中的數據刷新到閃存來保護傳輸中的數據。 除了微小的差異,600 Pro 的固件是由希捷設計的企業級固件,並以其龐大的影響力為後盾。

希捷 600 Pro SSD 提供 100GB、120GB、200GB、240GB、400GB 和 480GB 六種不同容量,可滿足不同的耐用性和應用需求,並提供 5 年基於使用的保修。 我們的測試驅動器是 200GB 型號。

希捷 600 Pro SSD 規格

  • 容量:100GB(ST100FP0021)、120GB(ST120FP0021)、200GB(ST200FP0021)、240GB(ST240FP0021)、400GB(ST400FP0021)和480GB(ST480FP0021)
  • 接口:SATA 6Gb/s
  • NAND 類型:19nm MLC
  • 性能
    • 持續數據傳輸速率 (MB/s):520
    • I/O 數據傳輸速率,最大值 (MB/s):600
    • 順序讀/寫命令速率 (MB/s),峰值,128KB:520/450(520GB 和 300GB 型號為 100/120)
    • 隨機讀/寫命令速率 (KIOPS) 峰值,4KB:85/11(480GB 和 240GB)、85/30(400GB 和 200GB)、80/8 (120GB)、80/20 (100GB)
  • 配置和可靠性
    • 每次讀取的不可恢復讀取錯誤,最大值:每 1 次發生 10 次16
    • 年化故障率:0.58%
    • 保修期內寫入的總 TB:350 (480GB)、1080 (400GB)、134 (240GB)、520 (200GB)、24 (120GB)、220 (100GB)
    • 基於使用的有限保修:5 年(所有型號)
  • 電源管理應用
    • +5V 最大啟動電流 (A):0.5
    • 平均睡眠功率 (W):0.5
    • 平均空閒功率 (W):1.25(480GB、400GB)、1.05(240GB、200GB、120GB、100GB)
    • 平均工作功率(W):2.8
  • 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,20Hz 至 2000Hz (Grms):11.08
  • 尺寸和重量
    • 尺寸(高 x 寬 x 深):7.0 毫米/0.276 英寸 x 70.10 毫米/2.76 英寸 x 100.45 毫米/3.955 英寸
    • 重量:100g / 0.22lb

設計和建造

的一個兄弟姐妹 希捷 600 固態硬盤,希捷600 Pro SSD有不同的設計,感覺更適合企業。 600 Pro SSD 具有銀色外觀。 錶殼頂部採用拋光、專業的外觀,不會留下指紋,而錶殼底部更像是標準金屬。 在硬盤頂部,我們可以看到 Seagate 600 Pro SSD 標籤,提供型號、容量和硬盤信息,包括在美國組裝的硬盤的參考信息。

符合SSD標準,側面輪廓呈現螺絲孔,安裝簡單,安裝快速。 同樣標準的是,在驅動器的前面有標準的 SATA 電源和數據連接器。

在硬盤的整個生命週期內,確實不需要拆解,但作為參考,您可以查看我們的希捷600 SSD客戶端拆解。 在內部,Seagate 600 Pro SSD 使用帶有 Micron DRAM 的 Link-a-Media LM87800 控制器進行緩衝。 它還使用東芝 MLC NAND,在我們的 200GB 型號中,有八個 32GB 東芝 TH58TEG8DDJBA8C NAND 封裝,超額配置 22%。 600 Pro 還包括四個 1500uf 電容器,用於掉電保護。

測試背景和比較

希捷 600 Pro 固態硬盤採用東芝 19 納米 MLC NAND 和帶有 SATA 87800Gb/s 接口的 LAMD LM6.0 控制器。

本次審查的可比性:

  • 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)
  • 英特爾SSD 520 (240GB,SandForce SF-2500 控制器,Intel 25nm MLC NAND 閃存,6.0Gb/s SATA)
  • 美光M500 (480GB,Marvell 9187,美光 20nm MLC NAND 閃存,SATA)
  • 美光M500 (960GB,Marvell 9187,美光 20nm MLC NAND 閃存,SATA)

所有 SAS/SATA 企業級固態硬盤均在我們的第二代企業級測試平台上進行基準測試,該平台基於 聯想ThinkServer RD630. 這個新的基於 Linux 的測試平台包括最新的互連硬件,例如 LSI 9207-8i HBA 以及面向最佳閃存性能的 I/O 調度優化。 對於綜合基準測試,我們使用適用於 Linux 的 FIO 2.0.10 版和適用於 Windows 的 2.0.12.2 版。

  • 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
  • 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

企業綜合工作負載分析

閃存性能在每個存儲設備的整個預處理階段各不相同。 我們的企業存儲基準流程首先分析驅動器在徹底預處理階段的運行方式。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行安全擦除,在 16 個線程的重負載下使用相同的工作負載預處理到穩定狀態,每個線程有 16 個未完成隊列,然後按設定的時間間隔進行測試在多個線程/隊列深度配置文件中顯示輕度和重度使用情況下的性能。

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)

我們的企業綜合工作負載分析包括四個基於實際任務的配置文件。 開發這些配置文件是為了更輕鬆地與我們過去的基準測試以及廣泛發布的值(例如最大 4K 讀寫速度和 8K 70/30,通常用於企業驅動器)進行比較。 我們還包括兩個傳統的混合工作負載,傳統的文件服務器和網絡服務器,每個都提供廣泛的傳輸大小組合。

  • 4K
    • 100% 讀取或 100% 寫入
    • 100% 4K
  • 8K 70/30
    • 70% 讀取,30% 寫入
    • 100% 8K
  • 文件服務器
    • 80% 讀取,20% 寫入
    • 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
  • 網絡服務器
    • 100% 閱讀
    • 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k

我們的第一個測試測量 100% 4k 隨機寫入性能,負載為 16T/16Q。 希捷 SSD Pro 200GB 以 62,000 IOPS 的速度突發測試,很快就穩定在其他一些驅動器之下。 然而,Seagate 600 SSD Pro 200GB 在進入穩定狀態時穩定在 30-32,000 IOPS 範圍附近。 這使其明顯高於其他 SSD。

在 16T/16Q 負載較重的情況下,Seagate 600 Pro SSD 200GB 的突發時間為 4.13 毫秒,並在接近穩態時擴展到 8.35 毫秒。 Seagate 600 Pro SSD 以極低的平均延遲再次名列前茅。 

比較SSD之間的最大延遲,Seagate 600 SSD Pro 200GB在穩態下的最大響應時間在120-140ms之間,高度一致,再次成為最佳。

進一步觀察我們 4k 隨機寫入工作負載的延遲一致性,希捷 600 Pro SSD 再次成為該組的領導者。

經過 6 小時的預調後,Seagate 600 Pro SSD 200GB 提供了 4 IOPS 的更高端 69,400k 隨機讀取性能,其寫入速度輕鬆達到了 30,600 IOPS 的最強水平。

在 16T/16Q 的重負載下,希捷硬盤的平均讀取延遲非常低,為 3.68 毫秒,而其 4k 平均寫入延遲甚至更好,為 8.36 毫秒。

當我們查看 4k 測試中的最大延遲時,Seagate 600 Pro SSD 200GB 具有出色的最大讀取延遲,與三星硬盤相當,為 21.82 毫秒,而其寫入延遲是該組中最低的,僅為 188.09 毫秒。

相比之下,Seagate 600 Pro SSD 200GB 讀取延遲標準偏差再次位列最低,寫入延遲為 8.03 毫秒,最佳。

在我們使用 8k 配置文件 70/30% 讀/寫擴展和恆定 16T/16Q 負載的第一個混合工作負載中,我們測得 Seagate 43,500 Pro SSD 600GB 的峰值速率為 200 IOPS,然後達到穩定狀態,約為 23,100 IOPS . 該圖表顯示,美光 M500 960GB 的爆發時間最長,並提供了出色的 IOPS。 在大約 5-6 小時的曲線末端附近,Seagate 在吞吐量方面從第二躍升至第一。

在我們的 8k 70/30 預處理工作負載中,Seagate 600 Pro SSD 從突發時的約 6 毫秒擴展到接近穩態時的略低於 12 毫秒。

與其他面向消費者的 SSD 相比,600 Pro SSD 的額外預留空間有很大幫助,在驅動器接近穩態時將峰值響應時間保持在 50 毫秒範圍內。

深入研究延遲一致性,我們注意到 Seagate 600 Pro SSD 的延遲標準偏差異常,當驅動器進入穩態時排名一流。 

與我們在 16% 16k 寫入測試中執行的固定 100 線程 4 隊列最大工作負載相比,我們的混合工作負載配置文件可在各種線程/隊列組合中擴展性能。 在這些測試中,我們將工作負載強度從 2 個線程和 2 個隊列擴展到 16 個線程和 16 個隊列。 在擴展的 8k 70/30 測試中,希捷 600 Pro SSD 在入門級組中佔據主導地位。 性能從 13,262T/2Q 的 2 IOPS 擴展到 23,025T/16Q 的 16 IOPS。

Seagate 600 Pro SSD 吞吐量最高,在入門級企業組中延遲最低。 平均延遲範圍從 0.29T/2Q 的 2 毫秒到 11.11T/16Q 的 16 毫秒。

在我們的主要 8k 70/30 測試中,每個驅動器都處於穩態,QD128 下負載的峰值響應時間在 7-22 毫秒之間保持非常低。

就我們 8k 70/30 工作負載的延遲一致性而言,希捷 600 Pro SSD 名列前茅,比三星 SM843 更具優勢。

下一個工作負載是我們的文件服務器配置文件,它涵蓋從 512b 到 512K 的各種傳輸大小。 在 16T/16Q 飽和負載下,Seagate 600 Pro SSD 的範圍從突發的 31,000 IOPS 到穩態的略低於 15,000 IOPS。

比較我們文件服務器預處理測試中的平均延遲,Seagate 600 Pro SSD 從突發時的 8 毫秒擴展到穩態時的 17 毫秒。

隨著 Seagate 600 Pro SSD 在我們的文件服務器預處理測試中接近穩定狀態,最大延遲範圍在 110-150 毫秒之間,與組中的其他產品相當。

雖然 Seagate 600 Pro SSD 的峰值延遲與同類中的其他產品相當,但將重點轉移到延遲一致性上,它與 Samsung SSD 840 Pro 一起提供了一流的性能。

在每個 SSD 上完成 6 小時的文件服務器預處理過程後,我們過渡到各種工作負載,我們在 2T/2Q 到 16T/16Q 之間擴展。 與其在我們的 8k 70/30 工作負載中的強勁性能相似,Seagate 600 Pro 與該類別中的所有其他 SSD 相比具有令人印象深刻的領先優勢。 性能從 8,768T/2Q 的 2 IOPS 擴展到 14,790T/16Q 的 16 IOPS。

在我們的主要文件服務器工作負載中,平均延遲在組中排名最低,範圍從 0.45T/2Q 的 2 毫秒到 17.3T/16Q 的 16 毫秒。

在我們的主要文件服務器測試中,希捷 600 Pro SSD 的範圍為 9-33 毫秒,與 600 SSD 和三星 SM843 並駕齊驅。

當談到我們的主要文件服務器測試中每個驅動器都處於穩態的延遲一致性時,希捷 600 Pro SSD 與三星 SM843 一起提供了一流的性能。

我們最終的預處理工作負載採用傳統的 100% 讀取活動 Web 服務器測試,並將其轉換為 100% 寫入以預處理每個 SSD。 這是我們最激進的工作負載,儘管它並不真正符合 100% 寫入的任何現實條件。 在本節中,希捷 600 Pro SSD 以其更重的預留空間領先,提供幾乎兩倍於 100% 的寫入性能。

比較我們 Web 服務器測試的預處理部分的平均延遲,Seagate 600 Pro SSD 在從突發狀態過渡到穩態時從 16 毫秒擴展到 46 毫秒,比該類別中的其他驅動器要好得多。

由於過度配置,基於 LAMD 的 600 Pro SSD 的最大延遲在 300-350 毫秒之間,這是該組中最低的,落後於名義上過度配置的 600 SSD。

將我們的注意力轉移到延遲一致性上,Seagate 600 Pro SSD 提供的標準偏差明顯低於競爭型號,三星 SM843 是下一個最接近的 SSD。

在每個 SSD 完成 Web 服務器測試中的預處理階段後,我們將工作負載翻轉回 100% 讀取。 在只讀條件下,希捷 600 Pro SSD 在三星 SM843 和 SSD 840 Pro 之後排名中上。 傳輸性能範圍從 11,239T/2Q 擴展時的 2 IOPS 到 23,409T/16Q 時的 16 IOPS。

雖然在我們的 Web 服務器配置文件中不是最快的,但 Seagate 600 Pro SSD 仍然提供極低的延遲,範圍從 0.352T/2Q 的 2 毫秒到 10.93T/16Q 的 16 毫秒。

在我們的只讀 Web 服務器測試中,對於 QD256 以下的工作負載,最大延遲保持在非常低的水平,低於 15 毫秒。

在我們的網絡服務器測試中,希捷 600 Pro SSD 提供了與三星 SM843 類似的嚴格延遲一致性。

結論

希捷的新入門級企業級 SSD 的目標是設計一款驅動器來滿足組織對耐用性遠高於客戶端 SSD 的需求,以比市場上其他企業級 SSD 更實惠的價格提供,並包括電源等功能故障保護以在苛刻條件下保持數據完整性。 考慮到這一挑戰,希捷將 600 Pro SSD 設計為 2.5 英寸 MLC NAND 企業級 SSD,由 Link-a-Media LM87800 控制器提供支持。 希捷還提供一系列超額配置選項,通過提供具有 6% 或 22% OP 的模型來處理讀取密集型或更多混合條件,從而滿足各種工作負載。

我們主要關注 200GB 容量的 Seagate 600 Pro SSD,我們發現與其他入門級企業 SSD 相比,它在我們的寫入密集型工作負載中提供了令人驚訝的卓越性能。 在我們的 4k、8k 70/30 和文件服務器工作負載中,它通過提供我們通常從主流企業 SATA SSD 獲得的吞吐量來主導該組。 它的高 I/O 速度也不是唯一的優勢,因為它以極低的峰值延遲和令人難以置信的嚴格延遲一致性證明了自己。 如果你提高一個價格類別,所有這些特徵都是你會喜歡的,但有一個例外; 耐力。 400GB 600 Pro SSD 最高可達 1PB 的耐用性,而 Micron P400m 等 SSD 在相同容量下可提供高達 7PB 的耐用性。 耐力是這一類別的主要價格差異因素之一; 很高興看到不需要更高級別耐力的組織可以使用分層選項。

總的來說,希捷 600 Pro SSD 以多種容量和耐用性選項進入入門級企業市場,甚至在較重的寫入條件下也具有非常好的性能。 600 Pro 還包括此價格範圍內許多競爭機型所沒有的電源故障保護等功能。

優點

  • 一流的寫入性能
  • 極低的峰值延遲和嚴格的延遲一致性
  • 7 毫米 z 軸高度,適用於廣泛的應用

缺點

  • 三星SM843下讀取性能略

底線

Seagate 600 Pro SSD 是一款同類領先的入門級企業型號,價格相對較低,適用於需要企業級功能以實現客戶端驅動器中沒有的讀取密集型數據中心和雲應用程序的組織。

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