Bereits im Februar kündigte Toshiba die HK4-Serie an, die neueste Ergänzung seiner leistungsstarken Enterprise-SSDs. Die HK4-Serie ist in zwei Modellen erhältlich: einem preiswerten Endurance-Modell und einem leseintensiven Modell. Toshiba hat die maximale Kapazität der Laufwerke verdoppelt und reicht bis zu einem Maximum von 1.92 TB (die HK3s erreichten eine Höchstkapazität von 960 GB). Wie beim Vorgängermodell verfügt der HK4 über einen 2.5-Zoll-Formfaktor, der eine SATA-6-Gbit/s-Schnittstelle unterstützt. Der HK4 verfügt außerdem über wichtige Unternehmensfunktionen, einschließlich vollständiger Stromausfälle und End-to-End-Schutz, sowie über die proprietäre QSBC-Fehlerkorrekturtechnologie (Quadruple Swing-By Code). Verschleiß des NAND-Flash-Speichermediums.
Bereits im Februar kündigte Toshiba die HK4-Serie an, die neueste Ergänzung seiner leistungsstarken Enterprise-SSDs. Die HK4-Serie ist in zwei Modellen erhältlich: einem preiswerten Endurance-Modell und einem leseintensiven Modell. Toshiba hat die maximale Kapazität der Laufwerke verdoppelt und reicht bis zu einem Maximum von 1.92 TB (die HK3s erreichten eine Höchstkapazität von 960 GB). Wie beim Vorgängermodell verfügt der HK4 über einen 2.5-Zoll-Formfaktor, der eine SATA-6-Gbit/s-Schnittstelle unterstützt. Der HK4 verfügt außerdem über wichtige Unternehmensfunktionen, einschließlich vollständiger Stromausfälle und End-to-End-Schutz, sowie über die proprietäre QSBC-Fehlerkorrekturtechnologie (Quadruple Swing-By Code). Verschleiß des NAND-Flash-Speichermediums.
Der HK4 nutzt Toshibas 15-nm-MLC-NAND-Toshiba-Controller der nächsten Generation und bietet das, was sie als erstklassige Anwendungsleistung bezeichnen. Den HK4 gibt es in zwei verschiedenen Modellen für zwei unterschiedliche Anwendungsfälle. Der HK4R (die leseintensive Version, die einen Laufwerksschreibvorgang pro Tag unterstützt) ist für Anwendungen wie Webserver, Dateiserver, Medienstreaming, Video-on-Demand, Suchmaschinen und Warmdatenspeicherung konzipiert. Der HK4R läuft bis zur höheren Kapazität von 1.92 TB. Die andere Version ist ein Hochleistungsmodell HK4E. Dieses Modell ist für gemischte Arbeitslasten konzipiert und kann bis zu drei DWPD bereitstellen.
Der HK4 ist in zwei Modellen mit fünf verschiedenen Kapazitäten erhältlich und verfügt über eine 5-Jahres-Garantie. Für unseren Test schauen wir uns das leseintensive Modell mit einer Kapazität von 1.92 TB an.
Spezifikationen der HK4-Serie:
- HK4R-Serie
- Formfaktor: 2.5", 7.0 mm
- Modellname: THNSN8120P | THNSN8240P | THNSN8480P | THNSN8960P | THNSN81Q92
- Speicher: 15 nm MLC NAND-Flash-Speicher
- Kapazität: 120 GB | 240 GB | 480 GB | 960 GB | 1.92TB
- Kennzahlen
- Nachhaltiges sequentielles Lesen (64 KiB): 500 MiB/s
- Nachhaltiges sequentielles Schreiben (64 KiB): 120 MiB/s | 270MiB/s | 480MiB/s | 480MiB/s | 480 MiB/s
- Dauerhaftes zufälliges Lesen (4 KiB): 75 IOPS
- Nachhaltiges zufälliges Schreiben (4 KiB): 4K IOPS | 10 IOPS | 12 IOPS | 14 IOPS | 14 IOPS
- Schnittstelle: ACS-3, SATA Revision 3.2
- Schnittstellengeschwindigkeit: 6.0 Gbit/s, 3.0 Gbit/s, 1.5 Gbit/s
- Größe (Länge x Breite x Höhe): 100.0 mm x 69.85 mm x 7.00 mm
- DWPD: 1
Design und bauen
Das Design des Äußeren hat sich kaum verändert und es gibt auch keinen Grund, es zu überarbeiten. Unternehmens-SSDs werden normalerweise in Rechenzentren vergraben und müssen daher Leistung und nicht ästhetisch ansprechend sein. Das Außengehäuse ist ein einfaches Aluminiumgehäuse mit einem Aufkleber darauf, auf dem Einzelheiten wie Modellnummer, Kapazität und Zertifizierungen angegeben sind.
An den Seiten und an der Unterseite des Geräts sind die Schraubenlöcher für die Montage des Laufwerks sichtbar.
Im Laufwerk befinden sich zwei Sätze mit je vier Schrauben. Der erste Satz hält das äußere Gehäuse; Der zweite Satz hält die Platine an Ort und Stelle. Durch Entfernen beider Schraubensätze kann die Platine herausspringen. Auf der einen Seite sind der Toshiba-Controller und die NAND-Pakete gut sichtbar.
Ähnlich wie beim HK3 befindet sich das NAND nur auf einer Seite der Platine.
Hintergrund und Vergleiche testen
Das 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.
Da es sich um eines der ersten 2-TB-SATA-Proben handelt, die wir unserem Testprozess unterzogen haben, hatten wir keine Gruppe vergleichbarer Laufwerke für einen direkten Vergleich zur Hand. Um einen Referenzrahmen zu erstellen, haben wir auf unsere jüngste SAS3-Testgruppe zurückgegriffen, in der Laufwerke mit ähnlicher Kapazität unsere SQL Server- und MySQL-Tests durchlaufen haben. Diese Laufwerke werden erwartungsgemäß höhere Werte aufweisen, bieten aber auch Einblicke in den Vergleich des Toshiba HK4. Vergleichswerte zur Anwendungs-Workload für diesen Test:
- Seagate SAS3
- Toshiba PX04S SAS3
- HGST 1.6 TB SAS3
Synthetische Vergleichswerte für diesen Testbericht:
- Intel S3500 480 GB
- Micron M500DC 480 GB
- Samsung 845DC 480GB
- Toshiba HK3R2 960 GB
- Toshiba HG6 512 GB
- SanDisk CloudSpeed Eco 960 GB
- Micron M510DC 480 GB
- Samsung SM863 960 GB (Hinweis: Das SM863 ist ein gemischt genutztes Laufwerk und kein leseintensives Laufwerk.)
- Samsung PM863 960 GB
Analyse der Anwendungsauslastung
Um die Leistungsmerkmale von Enterprise-Speichergeräten zu verstehen, ist es wichtig, die Infrastruktur und die Anwendungs-Workloads in Live-Produktionsumgebungen zu modellieren. Unsere ersten Benchmarks für das Toshiba HK4 sind daher die MySQL OLTP-Leistung über SysBench und Microsoft SQL Server OLTP-Leistung mit einer simulierten TCP-C-Arbeitslast. Für unsere Anwendungs-Workloads werden auf jedem Laufwerk zwei bis vier identisch konfigurierte VMs ausgeführt.
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.
Wenn wir uns die SQL Server-Ausgabe ansehen, sehen wir, dass der Toshiba HK4 hinter den schnelleren SAS3-Modellen zurückbleibt, aber es wird erwartet, dass es sich um ein SATA-Modell handelt. Der HK4 lieferte uns insgesamt 6,245.67 TPS und jede VM war mit 3,122.69 und 3,122.98 TPS nahezu gleich. Es ist zu beachten, dass es zwar das leistungsschwächste Gerät in unserem Benchmark war, aber nur 60 TPS langsamer als das leistungsstärkste Gerät Seagate SAS mit 6305.24 TPS.
Der HK4 verfügte über beide einzelnen VMs und hatte eine Latenz von 61 ms, was ebenfalls einen Durchschnitt von 61 ms ergab.
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 sowie die durchschnittliche 99. Perzentil-Latenz. Percona und MariaDB verwenden die Flash-fähigen Anwendungs-APIs von Fusion-io in den neuesten Versionen ihrer Datenbanken, obwohl wir für diesen Vergleich jedes Gerät in seinen „alten“ Blockspeichermodi testen.
Beim Benchmark für durchschnittliche Transaktionen pro Sekunde lag die SATA-basierte Toshiba HK4 hinter den SAS3-Vergleichslaufwerken zurück, bewältigte die Arbeitslast jedoch immer noch auf konsistente Weise. Die einzelnen VMs gaben uns TPS zwischen 436 und 469 und der Gesamtwert betrug 1787.4 TPS.
Bei der Betrachtung der durchschnittlichen Sysbench-VM-Latenz haben wir einzelne VMs zwischen 68.15 ms und 73.39 ms gemessen, was einem Durchschnitt von 71.68 ms entspricht.
In Bezug auf unser Worst-Case-MySQL-Latenzszenario (99. Perzentil-Latenz) ergab der HK4 eine Latenz zwischen 135.15 ms und 138.67 ms, mit einem Durchschnitt von 137.41 ms.
Synthetische Workload-Analyse für Unternehmen
Die Flash-Leistung variiert, wenn das Laufwerk an seine Arbeitslast angepasst wird. Das bedeutet, dass der Flash-Speicher vor jedem einzelnen Vorgang vorkonditioniert werden muss FIO synthetische Benchmarks um sicherzustellen, dass die Benchmarks korrekt sind. Jedes der vergleichbaren Laufwerke wird mit den Tools des Herstellers sicher gelöscht und mit einer hohen Auslastung von 16 Threads und einer ausstehenden Warteschlange von 16 pro Thread in einen stabilen Zustand vorkonditioniert.
Vorkonditionierung und primäre stationäre Tests:
- Durchsatz (Lese- und Schreib-IOPS-Aggregat)
- Durchschnittliche Latenz (Lese- und Schreiblatenz insgesamt gemittelt)
- Maximale Latenz (Spitzen-Lese- oder Schreiblatenz)
- Latenz-Standardabweichung (Lese- und Schreib-Standardabweichung insgesamt gemittelt)
Sobald die Vorkonditionierung abgeschlossen ist, wird jedes Gerät in Intervallen über mehrere Thread-/Warteschlangentiefenprofile hinweg getestet, um die Leistung bei leichter und starker Nutzung zu zeigen. Unsere synthetische Workload-Analyse für das Toshiba HK4 nutzt zwei Profile, die in Herstellerspezifikationen und Benchmarks weit verbreitet sind. Es ist wichtig zu berücksichtigen, dass synthetische Workloads niemals zu 100 % die in Produktions-Workloads beobachtete Aktivität widerspiegeln und in gewisser Weise ein Laufwerk in Szenarien ungenau darstellen, die in der realen Welt nicht auftreten würden.
- 4k
- 100 % Lesen und 100 % Schreiben
- 8k
- 70 % Lesen/30 % Schreiben
In unserem Vorkonditionierungstest für 4K-Schreibvorgänge startet der HK4 mit einem hohen Durchsatz und fällt dann auf den vierten Platz zurück, bevor er mit einem konstanten Wert von etwa 32,000 IOPS den zweiten Platz belegt.
Betrachtet man die Vorkonditionierung der durchschnittlichen Latenz, sehen wir, dass der HK4 durchweg eine stärkere Leistung aufweist. Es gab Zeiten, in denen der HK4 die niedrigste Latenz hatte, bevor er mit einer stationären Latenz von knapp 8 ms den zweiten Platz belegte.
Wie bei allen von uns durchgeführten Vorkonditionierungstests mit maximaler Latenz sehen wir durchgehend mehrere Spitzen. Das Toshiba HK4 war mit nur wenigen Spitzen (99.38 ms) ziemlich konstant. Das Laufwerk belegte mit einer Latenz von rund 70 ms den dritten Platz.
Die Standardabweichung zeigte eine weitere konstante Leistung des HK4. Der HK4 lieferte sich ein Kopf-an-Kopf-Rennen mit dem Micron 500DC, bevor er am Ende verdrängt wurde und in einem stabilen Zustand knapp 6 ms endete.
Während des primären synthetischen 4K-Benchmarks war der HK4 mit einem Lesedurchsatz von 79,709 IOPS (Platz drei in der Gesamtwertung) und einem Schreibdurchsatz von 30,688 IOPS (Platz zwei in der Gesamtwertung) einer der leistungsstärksten Anbieter.
Bei der durchschnittlichen Latenz liegt der HK4 mit einer Schreiblatenz von 8.34 ms (der beste in der Gruppe) und einer Leselatenz von 3.211 ms (dritter insgesamt, aber direkt auf den Fersen der beiden Samsungs mit dem SM863) erneut an der Spitze zeigt eine Latenz von 3.203 ms und der PM863 eine Latenz von 3.206 ms).
Wenn wir uns die maximale Latenz ansehen, sehen wir, dass der HK4 bei der Leselatenz mit einer Geschwindigkeit von 27.973 ms hinter den meisten anderen Laufwerken zurückbleibt, der zweithöchsten. Der HK4 hatte mit einer Latenz von 96.288 ms deutlich bessere Schreibgeschwindigkeiten und belegte den dritten Platz.
Die Standardabweichung zeigt für den HK4 eine Leselatenz von etwa 2.048 ms in der Mitte und eine Schreiblatenz von wiederum 6.285 ms im dritten Drittel.
Unser nächster Workload verwendet 8 Übertragungen mit einem Verhältnis von 70 % Lesevorgängen und 30 % Schreibvorgängen. Wir beginnen noch einmal mit den Vorkonditionierungsergebnissen, bevor wir zu den Haupttests übergehen. Hier wiederholte der HK4 seine Platzierung der 4k-Vorkonditionierung mit einem starken Start, der zu einem hohen Ziel führte. Der HK4 erreicht einen stabilen Zustand von rund 39,000 IOPS.
Betrachtet man die durchschnittliche Latenz, so startet der HK4 wieder einmal stark und landet mit einem stabilen Zustand von etwa 6.5 ms an der Spitze, dem zweiten Platz.
Die maximale Latenz zeigte bei allen Laufwerken, einschließlich der HK4, viele Sprünge und Spitzen. Der HK4 konnte im Benchmark den dritten Platz belegen, wobei die maximale Latenz bis zum Ende des Tests zwischen etwa 55 ms und 40 ms schwankte.
Mit Standardabweichung lieferte der HK4 eine konstantere Leistung und belegte mit einer Latenz von knapp 5 ms den zweiten Platz.
Sobald die Laufwerke vorkonditioniert sind, wechseln wir zu unserem 8k 70/30-Hauptbenchmark. Beim Durchsatz belegte der HK4 mit 38,481 IOPS den zweiten Platz.
Die durchschnittliche Latenz zeigte erneut eine starke Leistung des HK4, der erneut Zweiter wurde und den Test mit 6.65 ms beendete, direkt hinter dem Spitzenreiter mit 6.38 ms, dem Samsung SM863.
Betrachtet man die maximale Latenz, fiel der HK4 von seinem Platz und landete im Mittelfeld. Hier haben wir gesehen, dass der HK4 uns eine maximale Latenz von 63.83 ms beschert, die Hälfte der Latenz mit der schlechtesten Leistung (HK3R2 mit 132.32 ms), aber fast doppelt so hoch wie die Latenz mit der besten Leistung (SM863 mit 34.32 ms).
Bei der Standardabweichung kam es am Ende zu einem echten Kopf-an-Kopf-Rennen, aber der HK4 konnte sich mit einer Latenz von 5.02 ms den zweiten Platz sichern.
Fazit
Die Toshiba HK4 ist eine 2.5-Zoll-SATA-SSD für Unternehmen, die in zwei Modellen erhältlich ist: einem leseintensiven Modell (HK4R) und einem Hochleistungsmodell (HK4E). Die Laufwerke haben eine Kapazität von 120 GB bis 1.92 TB (je nach Modelltyp) und nutzen Toshibas 15-nm-NAND der nächsten Generation sowie Toshiba-Controller. Damit wäre es eines der ersten SATA-Laufwerke, das die Kapazitätsgrenze von 2 TB erreicht. Die Laufwerke verfügen über eine 5-Jahres-Garantie und sind für eine Vielzahl von Anwendungsfällen konzipiert, darunter gemischte Arbeitslasten, Webserver, Dateiserver, Medienstreaming, Video-on-Demand, Suchmaschinen und Warmdatenspeicherung.
Bei unseren Anwendungs-Workloads haben wir gesehen, dass sich das Toshiba HK4R gut gegen die SAS3-Vergleichsgeräte behaupten konnte, obwohl es am Ende von den viel teureren Modellen übertroffen wurde. Das war zu erwarten, zeigt aber auch, wie weit Toshiba eine SATA-Enterprise-SSD im Vergleich zu den SAS-Modellen bringen konnte. Es ergab einen Gesamtwert von 6,245 TPS, wobei jede VM in unserem SQL Server-Benchmark eine Leistung von jeweils 3,122 TPS aufwies. Der HK4 hatte in unserem SQL Server eine Latenz von 61 ms (sowohl einzeln als auch im Durchschnitt). In unserem Sysbench-Test mit 4 stark ausgelasteten MySQL-VMs haben wir einen Gesamt-TPS von 1787, eine durchschnittliche Latenz von 72 ms und eine Latenz im schlimmsten Fall von 137 ms gemessen.
Unsere synthetischen Benchmarks orientierten sich im Vergleich zum HK863 eher an einem Apfel-zu-Äpfel-Test (mit Ausnahme des SM4, bei dem es sich um ein gemischt genutztes Laufwerk handelt) mit mehreren SATA-Laufwerken. Hier strahlt die HK4 etwas heller und rückt in mehreren Tests an die Spitze. In unserem 4K-Benchmark belegte der HK4 mit 30,688 IOPS den zweiten Platz beim Schreibdurchsatz und mit 79,709 IOPS den dritten Platz beim Lesedurchsatz. Der HK4 hatte mit 8.34 ms die beste Schreiblatenz der Gruppe. In unserem 8k 70/30-Benchmark zeigte der HK4 eine starke Leistung beim Durchsatz und belegte mit 38,481 IOPS erneut den zweiten Platz. Der HK4 lieferte uns außerdem Latenzgeschwindigkeiten von durchschnittlich 6.65 ms, maximal 63 ms und einer Standardabweichung von 5.02 ms.
Vorteile
- Doppelt so viel Kapazität wie das Vorgängermodell
- Hat sich in unseren Anwendungstests gegen SAS3-Laufwerke durchgesetzt
- Überdurchschnittliche Leistung bei 4K-Durchsatz und Latenz
Fazit
Die Toshiba HK4R ist eine 2.5-Zoll-SATA-SSD mit Kapazitäten von bis zu 2 TB. Das Laufwerk bietet mehr als genug Leistung für leseintensive Anwendungen, für die es entwickelt wurde, und weist im Vergleich zu SAS-Angeboten ein günstiges Wirtschaftsprofil auf.
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