Reseña de SSD Toshiba PX04P NVMe (2.5")

El Toshiba PX04P es una serie de SSD NVMe (Unidades de estado sólido Express de memoria no volátil) diseñadas específicamente para servidores y dispositivos de almacenamiento que necesitan un rendimiento escalable con la latencia más baja posible. La serie PX04P se ofrece en factores de forma de tarjeta adicional (HHHL) de 2.5” y de media altura y media longitud. Ambos factores de forma se ofrecen en capacidades que van desde 800 GB a 3.2 TB y vienen en varios sabores para satisfacer las necesidades de resistencia de escritura.

La mayoría de los centros de datos necesitan ciertos tipos de unidades para ciertas aplicaciones. Algunas aplicaciones necesitan unidades de lectura intensiva que normalmente tienen capacidades más altas con menor DWPD y otras necesitan unidades de escritura intensiva de mayor resistencia. El PX04P viene en tres SKU diferentes para cada capacidad. Estos SKU ofrecen resistencia variable: 1DWPD, 3DWPD y 10DWPD (Toshiba también probó la unidad hasta 25DWPD pero actualmente no ofrece el SKU debido a la demanda limitada). Los clientes pueden seleccionar las necesidades de capacidad y resistencia que necesitan para sus aplicaciones. Si tienen necesidades de lectura más intensiva y de mayor capacidad, seleccionarían el 1DWPD. Si, por el contrario, tienen necesidades más intensivas en escritura, seleccionarían el 10DWPD, eligiéndolo a costa de la capacidad.

Toda la serie PX04P viene con una garantía de 5 años, independientemente de la resistencia seleccionada. Para nuestra revisión, veremos el modelo PX04PMB320 o 3.2TB.

Toshiba PX04P Series PCIe NVMe SSD especificaciones:

Factor de forma: 2.5” (SFF-8639), HHHL
# Modelo: PX04PMB320 | PX04PMB160 | PX04PMB080
Capacidad: 3.2TB | 1.6 TB | 800GB
Tipo NAND: MLC
Fácil de usar
- Tipo: PCI Express 3.0
- Velocidad: 32 GT/s (Gen3 x4)
Performance
- Lectura secuencial sostenida de 128 KiB: 3,100 MiB/s
- Escritura secuencial sostenida de 128 KiB: 2,350 MiB/s
- Lectura aleatoria sostenida de 4KiB: 660,000 XNUMX IOPS
- Escritura aleatoria sostenida de 4 KiB: 185,000 XNUMX IOPS
Fiabilidad
- MTTF: 2,000,000 horas
- Garantía: 5 años
- DPPD: 10
Motor
- Tensión de alimentación: 3.3 V ±10 % (en espera), 12 V ±10 %
- Consumo de energía (Listo): 6 W típ.
Dimensiones (alto x ancho x largo): 15 x 69.85 x 100.45 mm
Peso: 150g máximo
Medio ambiente
- Temperatura (en funcionamiento): 0 a 40 °C
- Humedad relativa (en funcionamiento): 5 a 95 % de HR
- Vibración (en funcionamiento): 21.27 m/s^2 {2.17 Grms} (de 5 a 800 Hz)
- Choque (en funcionamiento): 9,800 m/s^2 {1,000G} (0.5 ms de duración)

Diseño y construcción

La serie PX04P parece casi idéntica a la serie PX04S. Las unidades tienen un factor de forma de altura z de 2.5” y 15 mm. La unidad en general es principalmente plateada con un disipador de calor negro que ocupa aproximadamente una cuarta parte de la unidad cerca de la interfaz. Hay una etiqueta en la parte superior que indica el tipo de unidad, el número de modelo y la capacidad.

Al voltear la unidad, se muestra la placa de metal inferior con hoyuelos cerca de las ubicaciones con almohadillas térmicas correspondientes que tocan la placa de circuito para disipar el calor.

Antecedentes de prueba y comparables

El Laboratorio de pruebas de StorageReview Enterprise proporciona una arquitectura flexible para realizar pruebas comparativas de dispositivos de almacenamiento empresarial en un entorno comparable al que encuentran los administradores en implementaciones reales. El Enterprise Test Lab incorpora una variedad de servidores, redes, acondicionamiento de energía y otra infraestructura de red que permite a nuestro personal establecer condiciones del mundo real para medir con precisión el rendimiento durante nuestras revisiones.

Incorporamos estos detalles sobre el entorno de laboratorio y los protocolos en las revisiones para que los profesionales de TI y los responsables de la adquisición de almacenamiento puedan comprender las condiciones en las que hemos logrado los siguientes resultados. El fabricante del equipo que estamos probando no paga ni supervisa ninguna de nuestras revisiones. Detalles adicionales sobre el Laboratorio de pruebas de StorageReview Enterprise y una descripción general de sus capacidades de red están disponibles en esas respectivas páginas.

Unidades comparables para esta revisión:

Análisis de la carga de trabajo de la aplicación

Para comprender las características de rendimiento de los dispositivos de almacenamiento empresarial, es esencial modelar la infraestructura y las cargas de trabajo de las aplicaciones que se encuentran en los entornos de producción en vivo. Nuestros primeros puntos de referencia para el Toshiba PX04P 2.5” son, por lo tanto, el Rendimiento de MySQL OLTP a través de SysBench y Rendimiento de OLTP de Microsoft SQL Server con una carga de trabajo de TCP-C simulada. Para nuestras cargas de trabajo de aplicaciones, cada unidad ejecutará de 2 a 4 máquinas virtuales configuradas de manera idéntica.

Reseñas de almacenamiento Protocolo de prueba OLTP de Microsoft SQL Server emplea el borrador actual del Benchmark C (TPC-C) del Transaction Processing Performance Council, un benchmark de procesamiento de transacciones en línea que simula las actividades que se encuentran en entornos de aplicaciones complejos. El punto de referencia TPC-C se acerca más que los puntos de referencia de rendimiento sintéticos para medir las fortalezas de rendimiento y los cuellos de botella de la infraestructura de almacenamiento en entornos de bases de datos. Cada instancia de nuestra VM de SQL Server para esta revisión utiliza una base de datos de SQL Server de 333 GB (escala 1,500) y mide el rendimiento transaccional y la latencia bajo una carga de 15,000 XNUMX usuarios virtuales.

Al observar la salida de SQL Server, todas las unidades probadas funcionaron muy cerca unas de otras. Sin embargo, la unidad Toshiba quedó al final del paquete. Las máquinas virtuales individuales se ejecutaron de 3,145.95 TPS a 3,154.22 TPS con una puntuación total de 12,596.01 TPS. La unidad de mayor rendimiento, la HGST SN100, fue solo 35 TPS más alta.

Los resultados de latencia promedio durante la evaluación comparativa de SQL Server de 15k usuarios mostraron una diferencia más dramática en el rendimiento de las unidades. La unidad Toshiba tenía una latencia mucho más alta con sus máquinas virtuales individuales, que oscilaba entre 12 ms y 25 ms, lo que le dio la puntuación promedio más alta de 20 ms, más del doble que las otras unidades.

El siguiente punto de referencia de la aplicación consiste en una base de datos Percona MySQL OLTP medida a través de SysBench. Esta prueba mide el promedio de TPS (transacciones por segundo), la latencia promedio y la latencia promedio del percentil 99. Percona y MariaDB están utilizando las API de aplicaciones compatibles con flash Fusion-io en las versiones más recientes de sus bases de datos; sin embargo, para los fines de esta comparación, probamos cada dispositivo en sus modos de almacenamiento en bloque "heredados".

En el punto de referencia de transacciones promedio por segundo, Toshiba pudo adelantarse al resto del grupo con el desempeño general más fuerte por un amplio margen. Las máquinas virtuales individuales se ejecutaron de 1,671.9 TPS a 1,748.24 TPS, con una puntuación total de 6,777.71 TPS.

La latencia media dio otro buen desempeño de Toshiba. Las máquinas virtuales individuales tenían una latencia de entre 18.3 ms y 19.14 ms, con una puntuación media de 18.89 ms, la mejor puntuación del grupo.

En términos de nuestro peor escenario de latencia de MySQL (latencia del percentil 99), Toshiba una vez más superó al resto del paquete con máquinas virtuales individuales que varían en latencia de 35.97 ms a 36.64 ms y una puntuación promedio de 36.46 ms.

Análisis de carga de trabajo sintética empresarial

El rendimiento de la memoria flash varía a medida que la unidad se acondiciona a su carga de trabajo, lo que significa que el almacenamiento flash se debe acondicionar antes de cada uno de los puntos de referencia sintéticos fio para garantizar que los puntos de referencia sean precisos. Cada una de las unidades comparables está preacondicionada en estado estable con una carga pesada de 16 subprocesos y una cola pendiente de 16 por subproceso.

Pruebas de preacondicionamiento y de estado estacionario primario:

Rendimiento (lectura+escritura de IOPS agregado)
Latencia promedio (latencia de lectura y escritura promediadas juntas)
Latencia máxima (máxima latencia de lectura o escritura)
Desviación estándar de latencia (desviación estándar de lectura+escritura promediada)

Una vez que se completa el preacondicionamiento, cada dispositivo se prueba en intervalos a través de múltiples perfiles de profundidad de subprocesos/colas para mostrar el rendimiento con un uso ligero y pesado. Nuestro análisis de carga de trabajo sintético para el Toshiba PX04P utiliza dos perfiles, que se utilizan ampliamente en las especificaciones y los puntos de referencia del fabricante. Es importante tener en cuenta que las cargas de trabajo sintéticas nunca representarán al 100 % la actividad observada en las cargas de trabajo de producción y, de alguna manera, representarán de manera imprecisa una unidad en escenarios que no ocurrirían en el mundo real.

4k
- 100 % de lectura y 100 % de escritura
8k
- 70 % de lectura/30 % de escritura

En nuestra prueba de preacondicionamiento de escritura de 4k de rendimiento, Toshiba muestra una vez más un sólido rendimiento, comenzando cerca de la parte superior y terminando por encima del resto del paquete, llegando a un estado estable de alrededor de 195 XNUMX IOPS.

El preacondicionamiento de latencia promedio muestra una ubicación similar. Una vez más, Toshiba superó a las otras unidades comenzando por debajo de 1 ms y llegando a un estado estable de alrededor de 1.3 ms.

Con la latencia máxima, la unidad Toshiba ofreció el mejor rendimiento, terminando alrededor de 16 ms, y el rendimiento más consistente.

En cuanto a la desviación estándar, la unidad Toshiba fue un poco menos consistente y terminó en segundo lugar detrás de la unidad Intel. El Toshiba terminó alrededor de 1.4 ms.

Una vez que las unidades están preacondicionadas, cambiamos a nuestros principales puntos de referencia sintéticos de 4k. Con el rendimiento, Toshiba tuvo el mejor rendimiento de escritura con 198,842 382,932 IOPS; sin embargo, su rendimiento de lectura fue inferior al de otras unidades con XNUMX XNUMX IOPS.

La latencia promedio muestra una ubicación similar para Toshiba. Una vez más, tuvo el mejor desempeño en latencia de escritura con 1.284 ms, pero en la parte inferior del paquete en cuanto a latencia de lectura se encuentra con 0.667 ms.

Con latencia máxima, Toshiba ocupó el primer lugar una vez más con una latencia de lectura de 1.524 ms y una latencia de escritura de 17.869 ms. En ambos casos, Toshiba venció fácilmente a todas las demás unidades.

La desviación estándar mostró que Toshiba tenía la mejor latencia de lectura con un tiempo de 0.04 ms y la segunda mejor latencia de escritura con 1.795 ms.

Nuestra siguiente carga de trabajo usa transferencias de 8k con una proporción de 70 % de operaciones de lectura y 30 % de operaciones de escritura. Nuevamente, comenzaremos con los resultados del preacondicionamiento antes de pasar a las pruebas principales. En rendimiento, Toshiba comenzó la prueba en el extremo inferior, pero se abrió camino hasta la parte superior con un estado estable de alrededor de 190 XNUMX IOPS al final.

La misma colocación se puede ver con latencia media. El impulso comenzó cerca del extremo superior (aunque todavía está alrededor de 1 ms) y terminó en el primer lugar alrededor de 1.35 ms.

Con latencia máxima no había dudas. La Toshiba fue la mejor unidad en este punto de referencia de principio a fin, terminando en un estado constante de alrededor de 14.5 ms.

La desviación estándar mostró a Toshiba a la cabeza en todo momento, pero fue seguido de cerca por la unidad Intel. El Toshiba terminó en estado estable alrededor de 1.1 ms.

Después de preacondicionar completamente las unidades, las sometimos a nuestra prueba principal de 8k 70/30. En rendimiento, Toshiba estuvo en tercer lugar durante la mayor parte de la prueba antes de pasar al segundo lugar al final con 169,252 IOPS.

La latencia promedio mostró un rendimiento más sólido para Toshiba, ya sea en el primer lugar o en segundo lugar para terminar primero con 1.37 ms.

La latencia máxima mostró que Toshiba una vez más tiene un desempeño sólido de principio a fin. Aunque se disparó cerca del final, nunca perdió el primer puesto, terminando en 16.39 ms.

La desviación estándar nos mostró que Toshiba tuvo un desempeño sólido de principio a fin, con Intel una vez más corriendo codo a codo con él. El Toshiba terminó en el primer puesto con 1.07 ms.

Conclusión

La serie PX04P es la primera SSD NVMe de Toshiba. La unidad viene en dos factores de forma: 2.5” o HHHL y con una capacidad que va de 800 GB a 3.2 TB. Al ser una unidad NVMe, ofrecerá un mejor rendimiento y una latencia más baja que las SSD SAS. Toshiba también ofrece varios SKU para la unidad a fin de brindarle una mejor resistencia para aplicaciones que requieren más escritura. Las escrituras de disco por día se pueden reducir a tan solo 1 para aumentar también la capacidad de los discos.

En cuanto al rendimiento, en nuestro análisis de la carga de trabajo de la aplicación, el Toshiba PX04P fue un poco mixto en las pruebas de la aplicación. Tuvo el rendimiento más bajo en nuestro benchmark SQL (TPS agregado de 12,596.01 y un puntaje promedio de 20ms para latencia). Sin embargo, obtuvo las mejores puntuaciones en Sysbench (6,777.71 TPS, latencia media de 18.89 ms y latencia de MySQL en el peor de los casos de 36.46 ms). Al cambiar a nuestros puntos de referencia sintéticos, vimos que Toshiba funcionaba mucho mejor y de manera más consistente. En nuestras pruebas de 4k, Toshiba nos dio un rendimiento de escritura de 198,842 1.284 IOPS, una latencia de escritura promedio de 1.524 ms y el primer puesto en latencia máxima con 17.869 ms de lectura y 8 ms de escritura. En nuestras pruebas de escritura de 70k 30/169,252, Toshiba brindó otro desempeño sólido con un rendimiento de 14.5 XNUMX IOPS (segundo en general) y la mejor latencia máxima con XNUMX ms.

En general, este es un primer esfuerzo NVMe altamente competente de Toshiba. Los resultados sintéticos fueron muy buenos, especialmente en las categorías de latencia. Sin embargo, las pruebas de aplicación se bifurcaron; la unidad funcionó muy bien en Sysbench pero tuvo algunos problemas con SQL Server. Sin embargo, Toshiba continúa trabajando en su firmware, así que espere que intenten abordar ese problema de frente.

Ventajas