Test du Toshiba PX04P NVMe SSD (2.5")

Le Toshiba PX04P est une série de disques SSD NVMe (Non-Volatile Memory Express Solid State Drives) conçus spécifiquement pour les serveurs et les appareils de stockage qui ont besoin de performances évolutives avec la latence la plus faible possible. La série PX04P est proposée dans les formats de carte d'extension 2.5" et demi-hauteur et demi-longueur (HHHL). Les deux facteurs de forme sont proposés dans des capacités allant de 800 Go à 3.2 To et se déclinent en plusieurs versions pour répondre aux besoins d'endurance en écriture.

La plupart des centres de données ont besoin de certains types de disques pour certaines applications. Certaines applications ont besoin de disques plus intensifs en lecture qui ont généralement des capacités plus élevées avec un DWPD inférieur et d'autres ont besoin de disques intensifs en écriture plus endurants. Le PX04P est disponible en trois références différentes pour chaque capacité. Ces SKU offrent une endurance variable : 1DWPD, 3DWPD et 10DWPD (Toshiba a également testé le disque jusqu'à 25DWPD mais ne propose pas actuellement le SKU en raison d'une demande limitée). Les clients peuvent sélectionner les besoins en capacité et en endurance dont ils ont besoin pour leurs applications. S'ils ont des besoins de lecture plus intensifs et de plus grande capacité, ils choisiraient le 1DWPD. Si, d'autre part, ils ont des besoins d'écriture plus intensifs, ils choisiraient le 10DWPD, en le choisissant au détriment de la capacité.

Toutes les séries PX04P bénéficient d'une garantie de 5 ans, quelle que soit l'endurance choisie. Pour notre examen, nous examinerons le modèle PX04PMB320 ou 3.2 To.

Spécifications du SSD Toshiba série PX04P PCIe NVMe :

Facteur de forme: 2.5" (SFF-8639), HHHL
Code du produit #: PX04PMB320 | PX04PMB160 | PX04PMB080
Capacité : 3.2TB | 1.6 To | 800 Go
Type NAND : MLC
Interface
- Type : PCI Express 3.0
- Vitesse : 32 GT/s (Gen3 x4)
Performance
- Lecture séquentielle soutenue de 128 Kio : 3,100 XNUMX Mio/s
- Écriture séquentielle soutenue de 128 Kio : 2,350 XNUMX Mio/s
- Lecture aléatoire soutenue de 4 Kio : 660,000 XNUMX IOPS
- Écriture aléatoire soutenue de 4 Kio : 185,000 XNUMX IOPS
Fiabilité
- MTTF : 2,000,000 XNUMX heures
- Garantie: 5 ans
- DWPD : 10
Puissance
- Tension d'alimentation : 3.3 V ±10 % (veille), 12 V ±10 %
- Consommation d'énergie (Prêt) : 6 W Typ.
Dimensions (HxLxL) : 15 x 69.85 x 100.45 mm
Poids : 150g maximum
Environnemental
- Température (fonctionnement) : 0 à 40 °C
- Humidité relative (fonctionnement) : 5 à 95 % HR
- Vibration (fonctionnement) : 21.27 m/s^2 {2.17 Grms} (5 à 800 Hz)
- Choc (fonctionnement) : 9,800 2 m/s^1,000 {0.5 XNUMX G} (durée de XNUMX ms)

Conception et construction

La série PX04P est presque identique à la série PX04S. Les disques ont un facteur de forme de 2.5 pouces et 15 mm de hauteur z. Le disque global est principalement argenté avec un dissipateur de chaleur noir qui occupe environ un quart du disque près de l'interface. Il y a un autocollant sur le dessus indiquant le type de lecteur, le numéro de modèle et la capacité.

Retourner le lecteur montre la plaque métallique inférieure avec des fossettes à proximité des emplacements avec des tampons thermiques correspondants qui touchent la carte de circuit imprimé pour dissiper la chaleur.

Contexte des tests et comparables

Votre partenaire Laboratoire de test d'entreprise StorageReview fournit une architecture flexible pour effectuer des tests de performances des périphériques de stockage d'entreprise dans un environnement comparable à ce que les administrateurs rencontrent dans les déploiements réels. Le laboratoire de test d'entreprise intègre une variété de serveurs, de réseaux, de conditionnement d'alimentation et d'autres infrastructures de réseau qui permettent à notre personnel d'établir des conditions réelles pour évaluer avec précision les performances lors de nos examens.

Nous intégrons ces détails sur l'environnement de laboratoire et les protocoles dans les revues afin que les professionnels de l'informatique et les responsables de l'acquisition du stockage puissent comprendre les conditions dans lesquelles nous avons obtenu les résultats suivants. Aucun de nos examens n'est payé ou supervisé par le fabricant de l'équipement que nous testons. Des détails supplémentaires sur le Laboratoire de test d'entreprise StorageReview et un aperçu de ses capacités de mise en réseau sont disponibles sur ces pages respectives.

Disques comparables pour cet examen :

Analyse de la charge de travail des applications

Afin de comprendre les caractéristiques de performance des périphériques de stockage d'entreprise, il est essentiel de modéliser l'infrastructure et les charges de travail des applications trouvées dans les environnements de production en direct. Nos premiers benchmarks pour le Toshiba PX04P 2.5" sont donc les Performances MySQL OLTP via SysBench et Performances OLTP de Microsoft SQL Server avec une charge de travail TCP-C simulée. Pour nos charges de travail d'application, chaque disque exécutera 2 à 4 machines virtuelles configurées de manière identique.

StorageReview's Protocole de test OLTP Microsoft SQL Server utilise la version actuelle du Transaction Processing Performance Council's Benchmark C (TPC-C), une référence de traitement des transactions en ligne qui simule les activités trouvées dans des environnements d'application complexes. Le benchmark TPC-C est plus proche que les benchmarks de performances synthétiques pour évaluer les forces de performance et les goulots d'étranglement de l'infrastructure de stockage dans les environnements de base de données. Chaque instance de notre machine virtuelle SQL Server pour cet examen utilise une base de données SQL Server de 333 Go (échelle 1,500 15,000) et mesure les performances transactionnelles et la latence sous une charge de XNUMX XNUMX utilisateurs virtuels.

Lors de l'examen de la sortie SQL Server, tous les lecteurs testés ont fonctionné très près les uns des autres. Cependant, le lecteur Toshiba est sorti en bas du peloton. Les machines virtuelles individuelles ont fonctionné de 3,145.95 3,154.22 TPS à 12,596.01 100 TPS avec un score global de 35 XNUMX TPS. Le disque le plus performant, le HGST SNXNUMX, n'était supérieur que d'environ XNUMX TPS.

Les résultats de latence moyenne lors du benchmark SQL Server de 15 12 utilisateurs ont montré une différence plus spectaculaire dans les performances des disques. Le disque Toshiba avait une latence beaucoup plus élevée avec ses machines virtuelles individuelles, allant de 25 ms à 20 ms, ce qui lui a donné le score moyen le plus élevé de XNUMX ms, plus du double des autres disques.

La prochaine référence d'application consiste en une base de données Percona MySQL OLTP mesurée via SysBench. Ce test mesure le TPS moyen (Transactions par seconde), la latence moyenne, ainsi que la latence moyenne au 99e centile. Percona et MariaDB utilisent les API d'application compatibles Flash Fusion-io dans les versions les plus récentes de leurs bases de données ; cependant, pour les besoins de cette comparaison, nous testons chaque appareil dans ses modes de stockage de blocs "hérités".

Dans la moyenne des transactions par seconde de référence, Toshiba a été en mesure de devancer le reste du peloton avec la performance globale la plus solide par une large marge. Les machines virtuelles individuelles ont fonctionné de 1,671.9 1,748.24 TPS à 6,777.71 XNUMX TPS, avec un score global de XNUMX XNUMX TPS.

La latence moyenne a donné une autre solide performance à Toshiba. Les machines virtuelles individuelles avaient une latence comprise entre 18.3 ms et 19.14 ms, avec un score moyen de 18.89 ms, le meilleur score du groupe.

En ce qui concerne notre pire scénario de latence MySQL (latence au 99e centile), Toshiba a une fois de plus surpassé le reste du pack avec des machines virtuelles individuelles allant de 35.97 ms à 36.64 ms et un score moyen de 36.46 ms.

Analyse synthétique de la charge de travail d'entreprise

Les performances Flash varient à mesure que le disque est conditionné à sa charge de travail, ce qui signifie que le stockage Flash doit être préconditionné avant chaque repères synthétiques fio afin de s'assurer que les repères sont exacts. Chacun des disques comparables est préconditionné en état stable avec une charge importante de 16 threads et une file d'attente exceptionnelle de 16 par thread.

Tests de préconditionnement et d'état stable primaire :

Débit (agrégat IOPS lecture + écriture)
Latence moyenne (latence de lecture + écriture moyennée ensemble)
Latence maximale (latence maximale de lecture ou d'écriture)
Écart-type de latence (écart-type de lecture + écriture moyenné ensemble)

Une fois le préconditionnement terminé, chaque périphérique est ensuite testé à intervalles réguliers sur plusieurs profils de profondeur de thread/file d'attente pour afficher les performances en cas d'utilisation légère et intensive. Notre analyse synthétique de la charge de travail pour le Toshiba PX04P utilise deux profils, qui sont largement utilisés dans les spécifications et les références des fabricants. Il est important de prendre en considération le fait que les charges de travail synthétiques ne représenteront jamais à 100 % l'activité observée dans les charges de travail de production et, à certains égards, décrivent de manière inexacte un lecteur dans des scénarios qui ne se produiraient pas dans le monde réel.

4k
- 100 % de lecture et 100 % d'écriture
8k
- 70 % de lecture/30 % d'écriture

Dans notre test de préconditionnement d'écriture de débit 4k, le Toshiba montre une fois de plus de solides performances en commençant près du sommet et en terminant au-dessus du reste du pack pour atteindre un état stable autour de 195K IOPS.

Le préconditionnement à latence moyenne montre un placement similaire. Une fois de plus, le Toshiba a surpassé les autres disques en commençant sous 1 ms et en atteignant un état stable autour de 1.3 ms.

Avec une latence maximale, le disque Toshiba a donné à la fois les meilleures performances, finissant autour de 16 ms, et les performances les plus constantes.

En ce qui concerne l'écart type, le lecteur Toshiba était légèrement moins cohérent et a terminé deuxième derrière le lecteur Intel. Le Toshiba a terminé autour de 1.4 ms.

Une fois les disques préconditionnés, nous passons à nos principaux benchmarks synthétiques 4k. Avec le débit, Toshiba avait les meilleures performances d'écriture à 198,842 382,932 IOPS; cependant, ses performances de lecture étaient inférieures aux autres disques à XNUMX XNUMX IOPS.

La latence moyenne montre un placement similaire pour le Toshiba. Une fois de plus, c'était le meilleur interprète en termes de latence d'écriture avec 1.284 ms, mais au bas du peloton en ce qui concerne la latence de lecture avec 0.667 ms.

Avec une latence maximale, le Toshiba a de nouveau pris la première place avec une latence en lecture de 1.524 ms et une latence en écriture de 17.869 ms. Dans les deux cas, le Toshiba a facilement battu tous les autres disques.

L'écart type a montré que le Toshiba avait la meilleure latence de lecture avec un temps de 0.04 ms et la deuxième meilleure latence d'écriture à 1.795 ms.

Notre prochaine charge de travail utilise des transferts de 8 70 avec un ratio de 30 % d'opérations de lecture et de 190 % d'opérations d'écriture. Encore une fois, nous commencerons par les résultats du préconditionnement avant de passer aux tests principaux. En débit, le Toshiba a commencé le test en bas de gamme, mais s'est frayé un chemin vers le haut avec un état stable autour de XNUMX XNUMX IOPS à la fin.

Le même placement peut être vu avec une latence moyenne. Le lecteur a commencé près du haut de gamme (bien qu'il soit toujours juste autour de 1 ms) et s'est terminé à la première place autour de 1.35 ms.

Avec une latence maximale, il n'y avait pas de question. Le Toshiba a été le meilleur lecteur de ce benchmark du début à la fin, terminant en régime permanent autour de 14.5 ms.

L'écart type a montré que Toshiba était en tête tout au long, mais il était suivi de près par le lecteur Intel. Le Toshiba a terminé dans un état stable autour de 1.1 ms.

Après avoir entièrement préconditionné les disques, nous les avons soumis à notre test principal 8k 70/30. En débit, le Toshiba a terminé troisième pendant la majeure partie du test avant de prendre la deuxième place à la fin avec 169,252 XNUMX IOPS.

La latence moyenne a montré une meilleure performance pour le Toshiba, qui occupait la première place ou la deuxième place pour terminer premier avec 1.37 ms.

La latence maximale a montré que Toshiba a une fois de plus une solide performance du début à la fin. Bien qu'il ait augmenté vers la fin, il n'a jamais perdu la première place, terminant à 16.39 ms.

L'écart-type nous a montré que Toshiba avait une solide performance du début à la fin, avec Intel une fois de plus au coude à coude avec lui. Le Toshiba a terminé à la première place avec 1.07 ms.

Conclusion

La série PX04P est le premier SSD NVMe de Toshiba. Le disque est disponible en deux facteurs de forme : un 2.5" ou un HHHL et avec une capacité allant de 800 Go à 3.2 To. Étant un disque NVMe, il offrira de meilleures performances et une latence plus faible que les SSD SAS. Toshiba propose également plusieurs SKU pour le disque afin de lui donner une meilleure endurance pour les applications qui demandent plus d'écriture. Le nombre d'écritures sur le disque par jour peut être réduit à 1 afin d'augmenter également la capacité des disques.

En ce qui concerne les performances, dans notre analyse de la charge de travail des applications, le Toshiba PX04P était un peu mitigé dans les tests d'application. Il avait les performances les plus basses de notre benchmark SQL (TPS agrégé de 12,596.01 20 et un score moyen de 6,777.71 ms pour la latence). Cependant, il avait les meilleurs scores dans Sysbench (18.89 36.46 TPS, latence moyenne de 4 ms et latence MySQL dans le pire des cas de 198,842 ms). En passant à nos références synthétiques, nous avons vu le Toshiba fonctionner beaucoup mieux et de manière plus cohérente. Lors de nos tests 1.284k, le Toshiba nous a donné un débit d'écriture de 1.524 17.869 IOPS, une latence d'écriture moyenne de 8 ms et la première place en termes de latence maximale avec 70 ms en lecture et 30 ms en écriture. Lors de nos tests d'écriture 169,252k 14.5/XNUMX, le Toshiba a donné une autre performance solide avec un débit de XNUMX XNUMX IOPS (deuxième au total) et la meilleure latence maximale avec XNUMX ms.

En général, il s'agit d'un premier effort NVMe hautement compétent de Toshiba. Les résultats synthétiques ont été très bons, notamment dans les catégories de latence. Cependant, les tests d'application ont été bifurqués; le lecteur a bien fonctionné dans Sysbench mais a eu du mal avec SQL Server. Toshiba continue cependant de travailler sur son firmware, alors attendez-vous à ce qu'il essaie de résoudre ce problème de front.

Avantages