Testbericht zur Samsung PM9A3 SSD

Die Samsung PM9A3 ist die neueste Rechenzentrums-SSD des Unternehmens, die auf den Markt kommt. Der neue PM960A15.36 ist mit Kapazitäten von 9 GB bis 3 TB erhältlich und verfügt über die Gen4-Schnittstelle und das V-NAND der 6. Generation des Unternehmens, um hohen Serververkehr in leseintensiven Umgebungen zu bewältigen und Anwendungen reibungslos laufen zu lassen.

Die Samsung PM9A3 ist die neueste Rechenzentrums-SSD des Unternehmens, die auf den Markt kommt. Der neue PM960A15.36 ist mit Kapazitäten von 9 GB bis 3 TB erhältlich und verfügt über die Gen4-Schnittstelle und das V-NAND der 6. Generation des Unternehmens, um hohen Serververkehr in leseintensiven Umgebungen zu bewältigen und Anwendungen reibungslos laufen zu lassen.

Die Anwendungsfälle für Enterprise Computing und Web-Scale-Rechenzentren haben in den letzten Jahren exponentiell zugenommen, sodass zuverlässige, leistungsstarke SSDs für Rechenzentren heute wichtiger denn je sind. Samsung verspricht, dass der PM9A3 in dieser Hinsicht liefern wird und eine breite Palette verschiedener Formfaktoren bietet: U.2, U.3, M.2, E1.S und E1.L in verschiedenen Breiten. Dies bietet eine Menge Flexibilität und kann die Anforderungen nahezu aller Serveranforderungen erfüllen.

Der E1.L-Formfaktor (langes Lineal) ist für den Einsatz bei sehr großen Einsätzen konzipiert, bei denen eine hohe Dichte erforderlich ist E1.S bietet eine einzigartige Mischung aus Kapazität und Leistung. Einer der größten Vorteile von E1-Laufwerken ist der integrierte Kühlkörper und das eingebettete Wärmeschnittstellenmaterial, sodass kein zusätzlicher Eingriff erforderlich ist, um eine hohe Leistung aufrechtzuerhalten. Die letztgenannte Größe könnte als Ersatz für U.2-Rechenzentrumslaufwerke die Führung übernehmen, da die breite Unterstützung für E1.S zunimmt. Sie werden zweifellos auch Samsung PCIe Gen5 SSDs in diesem Formfaktor sehen, die über einen beeindruckenden Funktionsumfang verfügen, einschließlich unglaublicher Leistung und Unterstützung für 20/35/40/70-W-Laufwerke.

Samsung PM9A3 vs. Samsung PM983

Die Unterschiede zwischen Samsungs PM9A3 und PM983 (der Rechenzentrums-SSD der letzten Generation des Unternehmens) sind erheblich. Neben dem Wechsel zur Gen4-Schnittstelle bietet der PM9A3 besseres NAND und einen neuen Controller (V6 TLC bzw. Elpis 8-Kanal) im Vergleich zum V983 TLC NAND und Phoenix 5-Kanal-Controller des PM8. Die PM9A3 verdoppelt außerdem die maximale Kapazität des Modells auf 15.36 TB. Und wie oben erwähnt ist der PM9A3 in einer Vielzahl von Formfaktoren erhältlich, während der PM983 nur in M.2 und U.2 erhältlich ist.

Was die Leistung betrifft, wird angegeben, dass der PM9A3 (U.2) sequentielle Lese- und Schreibgeschwindigkeiten von bis zu 6,900 MB/s bzw. 4,100 MB/s liefert, während die zufällige Leistung voraussichtlich bis zu 1.1 Millionen IOPS-Lesevorgänge und 200 Schreibvorgänge erreichen wird. Samsung gibt an, dass dies eine 3.6-fache Verbesserung gegenüber dem PM983 ist.

Der PM9A3 nutzt außerdem DASH (Dynamic Automation of SSD Hardware), das dem Rechenzentrum hilft, Daten sofort zu verarbeiten und so wiederholbare und komplexe Routinen zu optimieren. Dies bedeutet einen effizienteren Betrieb von Servern.

Mit einer 5-Jahres-Garantie werden wir uns das U.2-7.68-TB-Modell des Samsung PM9A3 ansehen.

Technische Daten des Samsung PM9A3

Leistung des Samsung PM9A3

Hintergrund und Vergleiche testen

Die StorageReview Enterprise Test Lab bietet eine flexible Architektur für die Durchführung von Benchmarks für Unternehmensspeichergeräte in einer Umgebung, die mit der Umgebung vergleichbar ist, die Administratoren in realen Bereitstellungen vorfinden. Das Enterprise Test Lab umfasst eine Vielzahl von Servern, Netzwerken, Stromkonditionierungs- und anderen Netzwerkinfrastrukturen, die es unseren Mitarbeitern ermöglichen, reale Bedingungen zu schaffen, um die Leistung während unserer Überprüfungen genau zu messen.

Wir integrieren diese Details zur Laborumgebung und zu den Protokollen in Überprüfungen, damit IT-Experten und diejenigen, die für die Speicherbeschaffung verantwortlich sind, die Bedingungen verstehen können, unter denen wir die folgenden Ergebnisse erzielt haben. Keine unserer Bewertungen wird vom Hersteller der von uns getesteten Geräte bezahlt oder überwacht. Weitere Details zum StorageReview Enterprise Test Lab und einen Überblick über seine Netzwerkfähigkeiten finden Sie auf den jeweiligen Seiten.

SQL Server-Leistung

Jede SQL Server-VM ist mit zwei vDisks konfiguriert: einem 100-GB-Volume für den Start und einem 500-GB-Volume für die Datenbank und Protokolldateien. Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 8 vCPUs und 64 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt. Während unsere zuvor getesteten Sysbench-Workloads die Plattform sowohl in Bezug auf Speicher-I/O als auch in Bezug auf die Kapazität ausgelastet haben, wird beim SQL-Test nach der Latenzleistung gesucht.

Dieser Test verwendet SQL Server 2014, das auf Windows Server 2012 R2-Gast-VMs ausgeführt wird, und wird durch Quests Benchmark Factory für Datenbanken belastet. StorageReviews Microsoft SQL Server OLTP-Testprotokoll verwendet den aktuellen Entwurf des Benchmark C (TPC-C) des Transaction Processing Performance Council, einen Online-Transaktionsverarbeitungs-Benchmark, der die Aktivitäten in komplexen Anwendungsumgebungen simuliert. Der TPC-C-Benchmark kommt der Messung der Leistungsstärken und Engpässe der Speicherinfrastruktur in Datenbankumgebungen näher als synthetische Leistungsbenchmarks. Jede Instanz unserer SQL Server-VM für diese Überprüfung verwendet eine SQL Server-Datenbank mit 333 GB (Maßstab 1,500) und misst die Transaktionsleistung und Latenz unter einer Last von 15,000 virtuellen Benutzern.

SQL Server-Testkonfiguration (pro VM)

• Windows Server 2012 R2
• Speicherbedarf: 600 GB zugewiesen, 500 GB genutzt

• SQL Server 2014

• • Datenbankgröße: Maßstab 1,500
  • Virtuelle Client-Auslastung: 15,000
  • RAM-Puffer: 48 GB

• Testdauer: 3 Stunden

• • 2.5 Stunden Vorkonditionierung
  • 30-minütiger Probezeitraum

Bei unserem SQL Server-Transaktions-Benchmark lag der Samsung PM9A3 mit 6920 TPS nur knapp hinter dem Memblaze 12,649.6.

Bei der durchschnittlichen SQL Server-Latenz erreichte das Samsung PM9A3 eine solide durchschnittliche Latenz von nur 2.8 ms und belegte damit erneut den zweiten Platz hinter dem Memblaze.

Sysbench-Leistung

Der nächste Anwendungsbenchmark besteht aus a Percona MySQL OLTP-Datenbank gemessen über SysBench. Dieser Test misst die durchschnittliche TPS (Transaktionen pro Sekunde), die durchschnittliche Latenz und auch die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz.

. Systembankben Die VM ist mit drei vDisks konfiguriert: eine für den Start (~92 GB), eine mit der vorgefertigten Datenbank (~447 GB) und die dritte für die zu testende Datenbank (270 GB). Aus Sicht der Systemressourcen haben wir jede VM mit 8 vCPUs und 60 GB DRAM konfiguriert und den LSI Logic SAS SCSI-Controller genutzt.

Sysbench-Testkonfiguration (pro VM)

• CentOS 6.3 64-Bit

• Percona XtraDB 5.5.30-rel30.1

• • Datenbanktabellen: 100
  • Datenbankgröße: 10,000,000
  • Datenbankthreads: 32
  • RAM-Puffer: 24 GB

• Testdauer: 3 Stunden

• • 2 Stunden Vorkonditionierung von 32 Threads
  • 1 Stunde 32 Threads

Ein Blick auf unseren Sysbench-Transaktions-Benchmark ergab, dass das Samsung PM9A3 11,108 TPS erreichte und damit den zweiten Platz unter den getesteten Laufwerken belegte.

Mit der durchschnittlichen Sysbench-Latenz erreichte das Samsung PM9A3 11.52 ms, was erneut für den zweiten Platz reichte.

Für unser Worst-Case-Szenario-Latenz (99. Perzentil) zeigte der PM9A3 20.70 ms an.

VDBench-Workload-Analyse

Wenn es um das Benchmarking von Speichergeräten geht, sind Anwendungstests am besten und synthetische Tests stehen an zweiter Stelle. Obwohl sie keine perfekte Darstellung der tatsächlichen Arbeitslasten darstellen, helfen synthetische Tests dabei, Speichergeräte mit einem Wiederholbarkeitsfaktor zu vergleichen, der es einfach macht, direkte Vergleiche zwischen konkurrierenden Lösungen anzustellen. Diese Workloads bieten eine Reihe unterschiedlicher Testprofile, die von „Vier-Ecken“-Tests über allgemeine Tests der Datenbankübertragungsgröße bis hin zu Trace-Erfassungen aus verschiedenen VDI-Umgebungen reichen.

Alle diese Tests nutzen den gemeinsamen vdBench-Workload-Generator mit einer Skript-Engine, um Ergebnisse über einen großen Computing-Testcluster zu automatisieren und zu erfassen. Dadurch können wir dieselben Arbeitslasten auf einer Vielzahl von Speichergeräten wiederholen, einschließlich Flash-Arrays und einzelnen Speichergeräten. Unser Testprozess für diese Benchmarks füllt die gesamte Laufwerksoberfläche mit Daten und partitioniert dann einen Laufwerksabschnitt, der 25 % der Laufwerkskapazität entspricht, um zu simulieren, wie das Laufwerk auf Anwendungsauslastungen reagieren könnte. Dies unterscheidet sich von vollständigen Entropietests, bei denen 100 % des Antriebs genutzt und in einen stabilen Zustand versetzt werden. Infolgedessen spiegeln diese Zahlen höhere Dauerschreibgeschwindigkeiten wider.

Profile:

• 4K Random Read: 100 % Read, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 4K Random Write: 100 % Schreiben, 128 Threads, 0-120 % Iorate
• 64K sequentielles Lesen: 100 % Lesen, 32 Threads, 0-120 % Leserate
• 64K Sequentielles Schreiben: 100 % Schreiben, 16 Threads, 0-120 % Iorate
• Synthetische Datenbank: SQL und Oracle
• VDI-Vollklon- und Linked-Clone-Traces

Vergleichbares:

• Kioxia CD6
• Samsung PM1735
• Memblaze 6920
• Intel P5510

In unserer ersten VDBench-Workload-Analyse, Random 4K Read, hatte der PM9A3 eine Spitzenleistung von 905,366 IOPS bei einer Latenz von 562 µs. Damit lag es deutlich hinter dem Spitzenreiter, der weit über eine Million IOPS vorweisen konnte.

Beim 4K-Zufallsschreiben belegte der PM9A3 mit einer Spitzenleistung von 506,365 IOPS bei einer Latenz von 1,001.7 µs den dritten Platz.

Bei der Umstellung auf sequenzielle 64-Workloads erzielte der PM9A3 eine ähnliche Leistung wie der Kioxia CD6 und erreichte einen Spitzenwert von 4.72 GB/s (oder 74,861 IOPS) bei 844.6 µs.

Beim 64K-Schreibvorgang landete der PM9A3 mit einer Spitzenleistung von nur 2.02 GB/s (32,684 IOPS) und einer Latenz von 1,948 µs im hinteren Feld.

Unsere nächste Testreihe sind unsere SQL-Workloads: SQL, SQL 90-10 und SQL 80-20, die alle ähnliche Ergebnisse zeigten. Beginnend mit SQL belegte das neue Samsung-Laufwerk mit einer Spitzenleistung von 259,124 IOPS bei einer Latenz von 122.4 µs den ersten Platz und ließ alle anderen Laufwerke hinter sich.

Bei SQL 90-10 landete das Samsung PM9A3 mit einer Spitzenleistung von 260,690 IOPS bei einer Latenz von 121.3 µs knapp hinter dem Memblaze-Laufwerk auf dem zweiten Platz.

Mit SQL 80-20 landete das neue Samsung-Laufwerk am Ende des Tests mit einer Spitzenleistung von 244,746 IOPS bei einer Latenz von 129 µs im Dreiergleichstand auf dem zweiten Platz mit den Laufwerken von Kioxia und Intel.

Als nächstes folgen unsere Oracle-Workloads: Oracle, Oracle 90-10 und Oracle 80-20. Wie schon bei den SQL-Benchmarks konnte das Samsung PM9A3 seine solide Leistung fortsetzen. Beginnend mit Oracle belegte das PM9A3 den zweiten Platz mit einer Spitzenleistung von 251,605 IOPS bei 138.1 µs, Ergebnisse, die denen des Kioxia-Laufwerks sehr ähnlich waren.

Bei Oracle 90-10 belegte das PM9A3 den ersten Platz unter den getesteten Laufwerken und erreichte einen Spitzenwert von 209,670 IOPS bei einer Latenz von 103.6 µs.

Bei Oracle 80-20 belegte der PM9A3 erneut den ersten Platz mit seiner Spitzenleistung von 206,939 IOPS bei 104.7µs.

Als nächstes wechselten wir zu unserem VDI-Klontest „Full and Linked“. Beim VDI Full Clone (FC) Boot belegte das Samsung PM9A3 den zweiten Platz hinter dem Memblaze-Laufwerk mit einem Spitzenwert von 211,248 IOPS bei einer Latenz von 161.3 µs.

Beim ersten VDI FC-Login fiel der PM9A3 mit einem Spitzenwert von 114,418 IOPS und einer Latenz von 258 µs auf den vierten Platz.

Beim VDI FC Monday Login belegte der PM9A3 erneut den vierten Platz mit einem Spitzenwert von 79,621 IOPS bei einer Latenz von 198.3 µs.

Beim VDI Linked Clone (LC) Boot erlitt der PM9A3 zu Beginn des Tests einen massiven Latenzanstieg, der sich jedoch allmählich auf 3 einpendelte^rd Platz mit einem Spitzenwert von 99,130 IOPS und einer Latenz von 160.2µs.

Beim ersten VDI LC-Login brach die Leistung des PM9A3 ein, als er sich der 18-IOPS-Marke näherte.

VDI LC Monday Login erzählte eine ähnliche Geschichte, da der PM9A3 eine unbrauchbare Leistung zeigte. Bei einer extrem hohen Latenz von 14 µs schaffte es es kaum, die 1,103K IOPS-Marke zu überschreiten, bevor es zu einem weiteren Anstieg kam.

Fazit

Auch wenn es bei unseren Benchmarks zuweilen durchaus uneinheitlich war, ist die Samsung PM9A3 Rechenzentrums-SSD eine solide Veröffentlichung des Unternehmens. Diese U.2-SSD nutzt TLC V6 NAND und einen Elpis 8-Kanal-Controller, was im Vergleich zum V5 TLC NAND und Phoenix 8-Kanal-Controller der vorherigen Generation eine spürbare Verbesserung darstellt. Die PM9A3 ist auch mit Kapazitäten von 960 GB bis 15.36 TB erhältlich, wobei letztere die maximale Kapazität gegenüber der letzten Version verdoppelt.

Samsung gibt für das U.6.8-Formfaktormodell eine Leistung von bis zu 4 GB/s beim Lesen und 2 GB/s beim Schreiben an, mit einer zufälligen Leistung von bis zu 1 Million IOPS beim Lesen und 180,000 IOPS beim Schreiben. Dieses Leistungsprofil macht es für eine Reihe von Anwendungsfällen im Rechenzentrum von Unternehmen nützlich.

Was die tatsächliche Leistung während unserer Labor-Benchmarks angeht, waren die Ergebnisse, wie oben erwähnt, etwas uneinheitlich. Wir haben die Samsung PM9A3 im Vergleich zu mehreren anderen PCIe-Gen4-Enterprise-SSDs getestet und uns sowohl die Anwendungs-Workload-Analyse als auch VDBench angesehen. In unserer ersten Testreihe haben wir gesehen, dass das P5510 bei SQL Server-Transaktionen mit einer Gesamtleistung von 12,649.6 TPS und einer durchschnittlichen Latenz von insgesamt 2.8 ms eine gute Leistung erbringt. Beide Werte belegten den zweiten Platz unter den getesteten Laufwerken. Das Laufwerk belegte im Sysbench den zweiten Platz (nur hinter dem Memblaze 6920) mit soliden Gesamtwerten von 11,108 TPS, 11.52 ms durchschnittlicher Latenz und 20.70 ms im schlimmsten Fall.

Beim Wechsel zu unserem VDBench lag die Samsung PM9A3 in diesen Tests hinter den Spitzenreitern. Zu den Highlights zählen 905 IOPS beim 4K-Lesen und 506 IOPS beim 4K-Schreiben, während sequentielle Workloads nur 4.72 GB/s beim 64K-Lesen und 2.02 GB/s beim 64K-Schreiben erreichten.

In unseren SQL-Tests schnitt der PM9A3 viel besser ab und erreichte Spitzenwerte von 259 IOPS, 261 IOPS in SQL 90–10 und 245 IOPS in SQL 80–20. Die solide Leistung setzte sich bei den Oracle-Workloads fort und erreichte 252 IOPS, 210 IOPS in Oracle 90-10 und 207 IOPS in Oracle 80-20.

Als nächstes folgten unsere VDI-Klontests „Full“ und „Linked“, bei denen wieder eine ungleichmäßige Leistung auftrat. Bei Full Clone verzeichneten wir 211 IOPS beim Booten, 114 IOPS bei der ersten Anmeldung und 80 IOPS bei der Anmeldung am Montag, womit wir erneut den zweiten, vierten und vierten Platz belegten. In Linked Clone sahen wir gleich zu Beginn einen massiven Anstieg beim Booten (das einzige Laufwerk, bei dem dies der Fall war), der bei 3 endete^rd Platz, nachdem er sich mit einem Spitzenwert von 99 IOPS eingependelt hatte. Das Samsung PM9A3 war in den verbleibenden Tests sehr instabil, da die Leistung bei der ersten Anmeldung bei der 18-Marke massiv einbrach, während sie bei der Anmeldung am Montag kaum 14 IOPS erreichte. Beide Ergebnisse lagen mit großem Abstand auf dem letzten Platz.

Abgesehen von den Problemen beim VDI-Benchmarking waren Leistung und Zuverlässigkeit bei den meisten unserer Tests und Anwendungs-Workloads insgesamt gut. Auch wenn dies nicht die leistungsstärkste Rechenzentrumsfestplatte ist, die wir in unserem Labor gesehen haben, ist die PM9A3 eine unglaublich beliebte Festplatte bei Unternehmen wie Dell und HPE und wird beim Aufbau des Servers als konfigurierbare Option aufgeführt. Angesichts des Kostenprofils des PM9A3 ist das Gesamtpaket ziemlich verlockend. Schließlich wird die PM9A3 zusätzlich zu U.2 (U.3, M.2, E1.S und E1.L in verschiedenen Breiten und Längen) in einer breiten Palette verschiedener Formfaktoren angeboten, was sie zu einer unglaublich flexiblen Linie macht das in der Lage ist, die meisten Anwendungsfälle im Rechenzentrum zu bewältigen.

Samsung PM9A3 Produktseite

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