東芝 HG6 SSD 評測

by 萊爾·史密斯 on 2015 年 1 月 2 日

企業 ◇ SSD

東芝 HG6 是一款雙重入門級企業和企業客戶端 SSD，專為 OEM 系統的高性能、高可靠性和能效而設計。容量高達 512GB，東芝 HG6 SSD 提供五種標準外形規格（2.5" 7.0mm、2.5" 9.5mm、mSATA、M.2 2280-D2 雙面和 M.2 2280-S2 單面） -Sided），允許多樣化的 SSD 系列滿足大量用例。

HG6採用東芝A19nm Toggle NAND設計，支持SATA 3.2接口。 Toshiba 的新系列 SSD 具有低功耗 Devsleep 功能，允許它們在客戶端系統中進入低功耗“設備睡眠”模式，端到端數據路徑保護以增加對整個文件傳輸路徑（從計算機）的錯誤檢測到硬盤驅動器和背面），以及東芝專有的 QSBC 糾錯（Quadruple Swing-By Code），它提供了強大的糾錯碼，有助於防止 SSD 上出現任何讀取錯誤。

東芝 HG6 具有 60GB、128GB、256GB 和 512GB 的容量（儘管 M.2 2280-S2 單面僅提供 128GB 和 512GB 型號）。我們將關注 512 英寸 2.5 毫米外形規格的 7GB 型號。

東芝 HG6 規格

外形規格：2.5 英寸外殼（9.5 毫米高）、2.5 英寸外殼（7.0 毫米高）、mSATA1 模塊、M.2（2280-D2 雙面）、M.2（2280-S2 單面）
驅動能力
- 60/128/256/512GB（2.5 英寸，9.5 毫米高）
- 60/128/256/512GB（2.5 英寸，7.0 毫米高）
- 60/128/256/512GB (mSATA1 Module)
- 60/128/256/512GB (M.2, 2280-D2 Double-Sided)
- 128/256GB（M.2、2280-S2 單面）
NAND技術：A19nm MLC NAND閃存
驅動器接口：ACS-2，SATA 修訂版 3.1 1.5/3/6 Gb/秒
性能
- 最大限度。順序讀取：534 MB/s (510MiB/s)
- 最大限度。順序寫入：482MB/s (460MiB/s)
電源要求
- 電壓：5.0 V ±5 %（2.5 英寸，9.5 毫米高），5.0 V ±5 %（2.5 英寸，7.0 毫米高），V ±5 %（mSATA1 模塊），3.3 V ±5 %（M.2，2280 -D2 雙面), 3.3 V ±5 % (M.2, 2280-S2 單面)
- 活動/空閒空閒功率
  - 活動：3.3 W 典型值，閒置：125 mW 典型值。（2.5 英寸，9.5 毫米高）
  - 活動：3.3 W 典型值，閒置：125 mW 典型值。（2.5 英寸，7.0 毫米高）
  - 活動：3.2 W（典型值），閒置：65 mW（典型值） (mSATA1 模塊)
  - 活動：3.2 W（典型值），閒置：65 mW（典型值） (M.2, 2280-D2 雙面)
  - 活動：2.5 W（典型值），閒置：65 mW（典型值） (M.2, 2280-S2 單面)
重量
- 51-55 克典型值。（2.5 英寸，9.5 毫米高）
- 49-53 克典型值。（2.5 英寸，7.0 毫米高）
- 7.3-7.7 克典型值。 (mSATA1 模塊)
- 7.0-9.3g 典型值。 (M.2, 2280-D2 雙面)
- 6.4-6.6 克典型值。 (M.2, 2280-S2 單面)
溫度 - 操作：
- 0°C – 70°C（外殼溫度）（2.5 英寸，9.5 毫米高）
- 0°C – 70°C（外殼溫度）（2.5 英寸，7.0 毫米高）
- 0°C – 80°C（組件溫度）（mSATA1 模塊）
- 0°C – 80°C（組件溫度）（M.2、2280-D2 雙面）
- 0°C – 80°C（組件溫度）（M.2、2280-S2 單面）
溫度 – 非工作狀態：-40°C – 85°C
振動 – 工作：196 m/s² {20 G} 在 10-2,000 Hz
振動 – 非工作：196 m/s² {20 G} 在 10-2,000 Hz
衝擊 – 工作：14.7 km/s² {1500 G} 在 0.5 ms
MTTF：1,500,000 小時
質保：3年（自購買之日起）

設計和建造

HG6 的設計與東芝的其他 HG 客戶端 SSD 系列 (HG5d) 一致；它只是一個灰色的全金屬外殼，驅動器正面帶有基本信息和品牌標識。這種簡約且缺乏吸引力的設計在客戶端級 SSD 中很常見，因為功能是東芝的首要關注點。

側面輪廓顯示四個螺絲孔，可以輕鬆安裝 HG6，驅動器由位於前面板每個角上的四個螺絲固定在一起。卸下螺絲打開驅動器。

HG6 為所有容量使用東芝控制器，而存儲則來自 SSD 使用東芝 A19 MLC。

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。

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。

2x Intel Xeon E5-2620（2.0GHz，15MB 緩存，6 核）
英特爾 C602 芯片組
內存 – 16GB (2x 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，我們對東芝 HG6 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。測試以 24 個間隔重複進行，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。

在我們使用 MarkLogic NoSQL 數據庫基準測試的總體平均延遲測試中，HG6 的表現遠低於標準，在我們的同類產品中排名倒數第二。

同樣，HG6 在我們的 MarkLogic 基準測試中發布了較弱的結果，這次是平均延遲，因為它在測試結束時達到了近 90 毫秒。

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。

在我們的平均每秒事務處理基準測試中，東芝 HG6 的初始 IOPS 為 246.37，最終為 1,287.65 IOPS，足以達到中等水平。它的表親東芝 HK3R2 取得了最好的成績。

在我們的 Sysbench 平均延遲基準測試中，東芝 HG6 以 24.85 毫秒 x 32T 取得了不錯的成績。此處表現最好的是東芝 HK3R2，峰值僅超過 19 毫秒。

在我們最壞情況下的 MySQL 延遲情況下，Toshiba HG6 的 64.15T 延遲為 32 毫秒，在同類產品中墊底。表現最好的是三星 845DC EVO，東芝 HK3R2 緊隨其後。

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。

如下方圖表所示， HG6 的 SQL Server 輸出 TPS 效能與其他 SSD 相比幾乎可以忽略不計，僅為 96.113 TPS。就此問題與東芝溝通後得知，他們這款產品的重點在於讀取性能，而非其產品組合中的其他 SSD，例如HK3R2。儘管東芝將其定位為企業級 SSD，但 HG6 更適合企業用戶端或伺服器啟動場景，這些場景的工作負載較輕，以讀取為主，而非像 SQL Server 這樣更密集的資料庫應用。

我們在 30k VU 負載下的平均延遲結果反映了 HG6 的 TPS 性能，結果比同類產品慢得多。

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。我們對東芝 HG6 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 4K 預處理過程中，HG6 的整體表現非常弱。在我們的吞吐量基準測試中，它無法達到 6,500 IOPS 大關，而同類產品的平均值遠高於此。

在我們的平均延遲測試中，HG6 再次顯示出比其他產品慢得多的結果，在整個測試過程中延遲不低於 40 毫秒。

在查看最大延遲時，HG6 的峰值幾乎達到 400 毫秒，遠高於其競爭對手的平均水平。

我們的標準偏差基準 4k 預處理測試顯示結果徘徊在 30 毫秒左右，基本上是排行榜上下一個驅動器的延遲的三倍。

在主要的 4k 綜合基準測試中，HG6 繼續落後。在查看吞吐量時，新的東芝驅動器僅達到 3,985 IOPS 寫入，儘管它確實顯示了 63,452 IOPS 的合理讀取活動。

轉向平均延遲，HG6 顯示 4.032 毫秒讀取和 64.22 毫秒寫入。這兩種速度都排名墊底，儘管它的讀取活動更接近於同類產品。

東芝 HG4 在 6k 基準測試期間記錄的最大讀取延遲顯示低於標準值的結果（尤其是在寫入列中），寫入時間為 383.0 毫秒，讀取時間為 24.671 毫秒。

計算 4k 延遲結果的標準偏差繼續顯示 HG6 的寫入性能極差，為 30.53ms。它的讀取活動顯示有 1.931 毫秒的改進。

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%。雖然它在所有測試中仍然保持最後一位的位置，但 HG6 有了顯著改善。在我們的吞吐量基準測試中，它略有下降，最後徘徊在 16,000 IOPS 左右。

8k 70/30 預處理的平均延遲計算顯示東芝 HG6 排在最後，逐漸達到大約 16.0 毫秒。表現最好的是它的表親 HK3R2，它在整個測試過程中幾乎沒有尖峰。

在我們的 8k 30/30 最大延遲預處理測試中，HG6 在開始時出現了一個巨大的峰值，儘管在最初的爆發之後有所穩定，最終結果與東芝 HK3R2 相似。

我們的 8k 延遲結果的標準偏差在早期顯示出一些改進，儘管東芝 HG6 在我們的基準測試結束時達到了 9.14 毫秒的延遲。

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。在我們的吞吐量基準測試中，HG6 在 15,879T/16Q 上發布的 IOPS 為 16，比其頂級競爭產品低大約 10K。三星 845DC Evo 以 35,000 的峰值 IOPS 繼續其統治地位。它的兄弟 HK3R2 960GB 表現出最佳性能。

我們的平均延遲測試講述了一個類似的故事，東芝 HG6 排在最後（16.11 毫秒 16T/16Q），而 HK3R2 排在第一（10.57 毫秒 16T/16Q）。

在我們的最大延遲測試中，東芝 HG6 實際上公佈了擊敗 HK3R2 的數據，其 16T/16Q 結果為 120.84 毫秒（第 4）。三星 845DC 以明顯的優勢在這裡表現最好。

最後一項測試考察的是標準差。 HG6 在這項測試中再次墊底，16T/16Q 模式的標準差為 9.07 毫秒。表現最佳的是三星 845DC。

結語

東芝 HG6 是入門級企業級固態硬盤，側重於為 OEM 系統（包括超極本和服務器）中以讀取為中心的工作負載提供高可靠性和能效。它提供五種外形以幫助實現部署靈活性：2.5" 7.0 毫米、2.5" 9.5 毫米、mSATA、M.2 2280-D2 雙面和 M.2 2280-S2 單面。這使得 HG6 可以使用相同的核心組件服務於許多不同的用例。 HG6 還配備了省電的 Devsleep 功能，可在需要時將驅動器置於“設備睡眠”模式。它還具有端到端數據路徑保護功能，可在整個文件傳輸路徑（從計算機到硬盤驅動器再返回）期間進行額外的錯誤檢測，以及東芝專有的 QSBC 糾錯（四重擺動代碼），提供強大的功能有助於防止 SSD 出現任何讀取錯誤的糾錯碼。

重要的是要注意 HG6 的目標是比 HK3R2 更輕的企業。當使用備用客戶端固件進行閃存時，它還可以作為企業客戶端驅動器提供。最終結果是 HG6 本身更像是企業的客戶端驅動器，可用於數據完整性功能和低成本勝過性能的服務器場景。

在性能說明中，HG6 在我們所有 4K 預處理基準測試中測試的所有驅動器中表現最差（大幅下降）。在轉向主要的 4k 綜合基準測試時，結果講述了類似的故事，尤其是在寫入活動方面。 SQL Server 的結果也很差，儘管 MySQL 的結果告訴了驅動器一個更好的故事。最終，HG6 被作為企業驅動器銷售，但實際上應該從客戶端的角度來看，並且只在工作負載極輕且對低成本和穩健數據完整性的需求超過性能的情況下才部署在服務器或存儲系統中。

優點