STEC s840 は、高性能エンタープライズ市場セグメントをターゲットとした 6Gb/s SAS SSD です。 s840 は、15mm、2.5 インチ フォーム ファクターの MLC NAND と組み合わせた、完全に設計および開発された自社コントローラーとファームウェア スタックを備えています。容量は 200GB、400GB、800GB で、最大 529MB/s、書き込みの持続的な読み取りスループットを提供します。スループットは 453MB/秒、最大読み取り IOPS は 118,000 です。ほとんどのエンタープライズ SSD と同様に、STEC は単なる生のパフォーマンス以上のものを重視しています。STEC は、SSD 設計に特定の利点を与える知的財産の堅牢なポートフォリオを持っています。 1994年に遡ります。
STEC s840 は、高性能エンタープライズ市場セグメントをターゲットとした 6Gb/s SAS SSD です。 s840 は、15mm、2.5 インチ フォーム ファクターの MLC NAND と組み合わせた、完全に設計および開発された自社コントローラーとファームウェア スタックを備えています。容量は 200GB、400GB、800GB で、最大 529MB/s、書き込みの持続的な読み取りスループットを提供します。スループットは 453MB/秒、最大読み取り IOPS は 118,000 です。ほとんどのエンタープライズ SSD と同様に、STEC は単なる生のパフォーマンス以上のものを重視しています。STEC は、SSD 設計に特定の利点を与える知的財産の堅牢なポートフォリオを持っています。 1994年に遡ります。
フラッシュ テクノロジーを評価する際には、その系譜と IP ポートフォリオを軽視することはできません。これらは、大量のノイズ、模倣品、コモディティベースの製品で満たされる傾向にある市場において、核となる差別化要因です。 1994 年以来、軍事市場や専門市場にサービスを提供しているだけでは十分ではありませんが、それ以上のものがあるはずです。しかし、STEC にはそれだけではありません。これが同社の価値提案の中核となる推進力であり、独自のコントローラーを設計および製造しているという事実によって強調されており、これは大きな技術的利点です。この利点は、メーカーがより小さいジオメトリの NAND サイズを使用するようになるにつれてさらに強くなります。その場合、ダイの変更ごとに悪化する NAND の欠陥に対処できるコントローラーのハードウェアとファームウェアを備えていることが非常に重要です。
高性能エンタープライズ SSD で MLC NAND を使用することは珍しい概念ではありませんが、これは、ドライブに必要な耐久性を実現するために、ベンダーが NAND を理解し、管理できる必要があることを意味します。 STEC は自社の耐久性テクノロジーを Cell Care と呼んでいます。これはアドバンスト フラッシュ マネージメントと組み合わせて、SSD の耐用年数にわたって耐久性の主張と一貫した予測可能な定常状態のパフォーマンスの両方を実現します。 STEC は、飛行中のデータのセキュリティを確保するための完全なデータ パス保護と、停電時のデータ損失を防ぐオンボード コンデンサである PowerSafe を提供します。コンデンサの STEC 実装もユニークで、コンデンサを交換する必要がある場合にケースを開けずに現場で修理できるモジュールに組み込まれています。最後に技術スイートの概要として、STEC は SAFE テクノロジーを提供しています。これは、ダイの故障時にデータを保護するために設計されたもう 1 つのセキュリティ機能です。
これらすべてのテクノロジーと MLC NAND への移行により、お客様はドライブの予測耐用年数にわたって非常に魅力的な TCO を実現できます。 STEC は、10 日あたり XNUMX 回の完全なランダム ドライブ書き込みの耐久性の数値を引用していますが、この数値を達成するために通常必要となる SLC-NAND の追加コストはかかりません。
最近、STEC フラッシュのラインナップが若干再調整されたため、ドライブがどこに適合するかをよりよく理解するために、現在の製品の概要を説明することは価値があります。前述したように、STEC s840 はデュアルポート SAS インターフェイスを利用し、高性能をターゲットとしています。重度の混合ワークロード使用プロファイルを伴うアプリケーションとデータベースのニーズ。 STEC は、主に読み取り集中型の用途向けに設計されたエントリーエンタープライズ SATA SSD である s620 も提供しています。パフォーマンスをさらに向上させるために、STEC は、高 IO アプリケーション、データベース、キャッシュ、その他の用途向けに設計された PCIe アプリケーション アクセラレータ s1100 を販売しています。最後になりましたが、STEC には、フラッシュに依存しないキャッシュ ソフトウェアである EnhanceIO SSD Cache Software があります。
STEC s840 SSD 仕様
- キャパシティ
- 200GB – S840E200M2S
- 400GB – S840E400M2S
- 800GB – S842E800M2S
- デュアルポートSASインターフェイス
- セクターサイズ: 512b
- 東芝 MLC NAND
- STEC 24950-15555-XC1 コントローラー
- 性能
- 持続読み取りスループット: 最大 529MB/s
- 持続書き込みスループット: 最大 453MB/秒
- 最大 100% 読み取り IOPS: 最大 118,000
- 最大 100% 書き込み IOPS: 最大 62,500
- 最大 100% ランダム読み取り IOPS: 93,000 (8K)
- 最大 100% ランダム書き込み IOPS: 19,500 (8K)
- ランダム 70% 読み取り/30% 書き込み IOPS: 37,800 (8K)
- フォームファクタ: 2.5インチ
- 消費電力: 6.87W 100% 読み取り
- 耐久性: 10 日あたり XNUMX 回のフルランダムドライブ書き込み
- データの信頼性: 1 分の 10 の回復不可能なエラー17 ビット読み取り
- 寸法: 100.2mm (L) x 69.8mm (W) x 15.0mm (H)
- 重量: <0.4 kg
- 動作温度: 0° ～ 60°C (商用)
- 保証：5年
設計と構築
STEC s840 は、SAS インターフェイスと 15 インチ フォーム ファクターを備えた 2.5 mm SSD です。この高い Z ハイトは、9.5 mm の一部を除き、高性能および大容量のエンタープライズ SSD でよく見られます。
STEC s840 のインターフェイスは、ハイエンドのエンタープライズ SSD で一般的に見られるデュアルポート SAS 接続です。 SAS の利点は、高可用性のインストールを可能にする組み込みのフェイルオーバー機能と、特定の状況でパフォーマンスを向上させるワイドポート モードを提供することです。 SAS は、はるかに高い I/O リクエスト キューも提供しており、集中的なワークロード時のレイテンシの削減に役立ちます。
STEC s840 の周囲のケースは金属合金であり、他の SSD では見られないユニークな特徴を備えています。 s840 を現場に設置したときに可能な限り保守できるようにすることを目的として、STEC は SSD の上部カバーを取り外さずに電源バックアップを簡単に交換できるように設計しました。ユーザーはケースの底部から XNUMX 本のネジを取り外し、パワーパックをスライドさせて交換します。 STEC は、モジュールは一度使用開始すると簡単に修理できるものの、STEC は電源モジュールの故障を制限する方法で設計されているため、修理する顧客はほとんどいないと述べました。
STEC s840 の上部カバーを取り外すと、回路基板の底面が見え、DRAM キャッシュと PowerSafe コンデンサ ユニットが見えます。 SSD のこちら側にはサーマル パッドが含まれておらず、代わりに回路基板とケースの底部の間に挟まれています。
STEC s840 の重要な利点の XNUMX つはコントローラーです。 STEC は、サードパーティからコントローラを調達するのではなく、社内でコントローラを設計およびコーディングしました。これにより、コンポーネント間の統合が向上し、すべてのコントローラーとソフトウェア スタックの知識と IP が社内に存在するため、信頼性とサポートの点で STEC に利点がもたらされます。
STEC s840 回路基板の上面には、800 個の東芝 MLC NAND ピース、STEC コントローラー、および 64 個の Micron DRAM が含まれています。 1GB モデルは 28GB NAND ピースを使用しており、合計 RAW 容量は XNUMXTB、オーバープロビジョニング レベルは XNUMX% になります。
回路基板の底部には、6 つの東芝 MLC NAND ピース、2 つの追加の Micron DRAM ピース、および PowerSafe コネクタが含まれています。
テストの背景と比較対象
当社の 800GB STEC s840 レビュー ドライブは、STEC 24950-15555-XC1 コントローラーと SAS 6.0Gb/s インターフェイスを備えた東芝 MLC NAND を使用しています。同等の製品は以下にリストされており、従来の SLC ベースの SAS パフォーマンス ドライブと、SLC のようなパフォーマンスと耐久性を備えた MLC SAS 製品である SMART Optimus が含まれます。
このレビューの比較対象:
- 日立ウルトラスターSSD400S.B (400GB、インテル EW29AA31AA1 コントローラー、インテル 25nm SLC NAND、6.0Gb/s SAS)
- サンディスク ライトニング LB 406S (400GB、Pliant PTHEMI2-1VO コントローラー、Micron 34nm SLC NAND、6.0Gb/s SAS)
- スマートオプティマス (400GB、サードパーティ製コントローラー、東芝 MLC NAND、6.0Gb/s SAS)
- 東芝 MKx001GRZB (400GB、Marvell 88SS9032 コントローラー、東芝 32nm SLC NAND、6.0Gb/s SAS)
すべてのエンタープライズ SSD は、次の基準に基づいてエンタープライズ テスト プラットフォームでベンチマークされています。 レノボ ThinkServer RD240。 ThinkServer RD240 は次のように構成されています。
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66GHz、12MB キャッシュ)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 ビットおよび CentOS 6.2 64 ビット
- インテル 5500+ ICH10R チップセット
- メモリ – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 レジスタード RDIMM
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/秒 HBA
エンタープライズ総合ワークロード分析
フラッシュのパフォーマンスは、各ストレージ デバイスのプリコンディショニング フェーズ全体を通じて異なります。当社のエンタープライズ ストレージ ベンチマーク プロセスは、徹底的な事前調整段階でドライブがどのように動作するかを分析することから始まります。同等の各ドライブは、ベンダーのツールを使用して安全に消去され、スレッドごとに 16 の未処理のキューを備えた 16 スレッドの高負荷下でデバイスがテストされるのと同じワークロードで定常状態に事前調整され、その後、設定された間隔でテストされます。複数のスレッド/キュー深度プロファイルで、軽い使用状況と重い使用状況でのパフォーマンスを示します。
プレコンディショニングおよび一次定常状態テスト:
- スループット (読み取り+書き込み IOPS 合計)
- 平均レイテンシ (読み取りと書き込みのレイテンシを合わせて平均)
- 最大遅延 (ピーク読み取りまたは書き込み遅延)
- レイテンシの標準偏差 (読み取りと書き込みの標準偏差を合わせて平均)
当社のエンタープライズ合成ワークロード分析には、実際のタスクに基づいた 4 つのプロファイルが含まれています。これらのプロファイルは、過去のベンチマークや、最大 8K 読み取りおよび書き込み速度、エンタープライズ ドライブで一般的に使用される 70K 30/XNUMX などの広く公開されている値との比較を容易にするために開発されました。また、従来のファイル サーバーと Web サーバーという XNUMX つの従来の混合ワークロードも含まれており、それぞれが幅広い転送サイズの組み合わせを提供します。
- 4K
- 100% 読み取りまたは 100% 書き込み
- 100% 4
- 8K 70/30
- 70% 読み取り、30% 書き込み
- 100% 8
- ファイルサーバー
- 80% 読み取り、20% 書き込み
- 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
- ウェブサーバー
- 100% 読み取り
- 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k
最初のテストでは、100 スレッドと 4 キューの負荷で 16% 16K ランダム書き込みパターンを適用します。合計スループットを見ると、STEC s840 は平均定常状態書き込み速度が約 16,000 IOPS で、テスト開始から約 60 分で到達しました。
STEC s840 は、定常状態に達すると平均遅延が 14 ～ 16 ミリ秒で横ばいになり、テストしたドライブの中で最も興味深いパターンの XNUMX つでした。
MLC ベースの設計であっても、STEC s840 の最大応答時間はこのカテゴリのほとんどのドライブよりも短く、定常状態に達すると 100 ミリ秒未満にとどまりました。
4K ランダム書き込みテスト中のレイテンシのメトリクスをさらに詳しく調べると、s840 のレイテンシの標準偏差は、パックのトップに向けて非常に良いスコアを記録しました。
テストの前処理セグメントを終了した後、STEC s100 の 4% 840K ランダム読み取りおよび書き込みパフォーマンスの両方の長いサンプルを測定しました。シングルポート モードでは、読み取り 4 IOPS、書き込み 86,171 IOPS のピーク 16,572K スループットを測定しました。
4K 読み取りテスト期間中の平均遅延は 2.97 ミリ秒と測定され、書き込み遅延は 15.44 ミリ秒で、有効キュー深さは 256 でした。
STEC s840 の 4K 読み取りピーク応答時間は 15 ミリ秒と最も低く、ピーク書き込み遅延は 97.7 ミリ秒でした。
エンタープライズ SSD では一貫したレイテンシが重要であるため、STEC s840 は、読み取りおよび書き込みレイテンシの標準偏差の両方で SLC-SSD パックの中間あたりに入りました。
8K プロファイル 70/30% の読み取り/書き込みスプレッドを使用した最初の混合ワークロードでは、STEC s840 が SMART Optimus に次いで 80 位になりました。約 37,000 分で定常状態に達した後、パフォーマンスは 42,000 ～ XNUMX IOPS と測定されました。
有効キュー深度 256 の STEC s840 は平均遅延を抑制し、応答時間は 7 ミリ秒未満でした。
ピーク応答時間に切り替えると、MLC ベースの STEC s840 は、定常状態に達してから最大時間を 50 ミリ秒未満に維持しました。
レイテンシの標準偏差を詳しく調べると、STEC s840 は、8K 70/30 プリコンディショニング セグメントのグループの中で最も安定したパフォーマンスを備えたクラス最高のレイテンシを提供しました。
16% 16K 書き込みテストで実行した固定の 100 スレッド、4 キューの最大ワークロードと比較して、混合ワークロード プロファイルは、幅広いスレッド/キューの組み合わせにわたってパフォーマンスを拡張します。これらのテストでは、ワークロード強度を 2 スレッドと 2 キューから最大 16 スレッドと 16 キューまで広げます。拡張 8K 70/30 テストでは、STEC s840 は負荷範囲の大部分で信じられないほど強力なパフォーマンスを示しました。最大の実効キュー深さでのみ超えられます。エンタープライズ環境におけるほとんどのアクティビティは完全飽和以下で発生するため、STEC s840 は 8K ワークロードを含む通常の運用環境で最高のパフォーマンスを発揮する可能性が高くなります。
STEC s840 は、ほとんどの 8K 70/30 テストで最速の平均遅延を問題なく提供できますが、これを上回るのは最高の実効キュー深さレベルでのみ SMART Optimus です。
有効キュー深度 4 から 256 までの広範囲の負荷にわたるピーク応答時間を比較すると、STEC s840 は最も短い時間でトップに位置します。 s840 はテスト全体で 50 ミリ秒未満に留まり、その大部分は 40 ミリ秒未満でした。
8K 70/30 テストのレイテンシー標準偏差は、キューの深さの広がり全体にわたって一貫しており、Hitachi SSD400S.B をわずかに上回っただけでした。
次のワークロードはファイル サーバー プロファイルで、512b から 512K までの幅広い転送サイズをカバーします。このセクションでは、STEC s840 が SMART Optimus や SanDisk Lightning と並んで依然として上位を維持しています。
プレコンディショニング段階に入って 100 ～ 120 分で定常状態に達した後、STEC s840 はテストの残りの部分で平均 11 ～ 13 ミリ秒の応答時間を記録しました。
ファイル サーバーのプレコンディショニング テストでの最大遅延の比較は、各 SSD が互いに 50 ミリ秒であるため、少し混乱します。ただし、STEC s840 のパフォーマンスを見ると、各間隔のピーク応答時間は最も低いものの 75 つであり、測定値は 60 ミリ秒強でした。このカテゴリの最高のものは約 150 ミリ秒、最悪のものは約 XNUMX ミリ秒以上でした。
ファイル サーバー テストのプレコンディショニング フェーズでの遅延標準偏差を比較すると、STEC s840 は SMART Optimus とほぼ一致し、どちらも SanDisk Lightning と比較して XNUMX 位にランクされています。
ファイル サーバー テストのプレコンディショニング フェーズが完了した後、2T/2Q から 16T/16Q までの負荷で各 SSD のパフォーマンスを測定しました。 8K 70/30 テストで確認された速度と同様に、STEC s840 は、最小の実効キュー深度でこのクラスで最高のパフォーマンスを提供しました。各セグメントでキューの深さがピークに達したため、サンディスク ライトニングに追い抜かれましたが、それでも全体的なパフォーマンスではクラスのトップにランクされました。
平均レイテンシの確認に移ると、STEC s840 は SMART Optimus と SanDisk Lightning の両方で優れたパフォーマンスを発揮しました。
ファイル サーバー テストの各負荷において、STEC s840 は有効キュー深さの範囲で中間に位置し、最大応答時間はほとんどの負荷で 50 ミリ秒未満に留まり、最も高いキュー深さでは 100 ミリ秒未満に増加しました。
転送サイズが大きく分散しているため、各 SSD はパフォーマンスを維持するためにより懸命に働いています。このテストでは、STEC s840 は最速の SLC ベース SSD で動作し、同じく高性能構成で MLC NAND を使用する SMART Optimus よりも一貫したレイテンシーを維持しました。
最終的なプレコンディショニング ワークロードでは、従来の 100% 読み取りアクティビティの Web サーバー テストを 100% 書き込みに切り替えて、各 SSD をプレコンディショニングします。このセグメントでは、SanDisk Lightning LB 406S は、パフォーマンスがはるかに低い s840 を含む他の同等製品と比較して高いスループットを示しました。
有効キュー深さ 100 での 256% 書き込みプリコンディショニング ワークロードにより、STEC s840 は定常状態に達すると約 40 ミリ秒の平均レイテンシーを維持しました。
Web サーバー ワークロードのプリコンディショニング プロセス全体を通じて、STEC s840 は最大応答時間を 150 ～ 200 ミリ秒に維持しました。これは、多くの最高パフォーマンスの SLC ベース SSD と同じ範囲内です。
ピーク レイテンシから全体的なレイテンシの一貫性に焦点を切り替えたところ、STEC s840 は Web サーバーのプレコンディショニング テストで最も低い標準偏差を示しました。
Web サーバー テストの残りの部分では、100% 読み取りアクティビティに戻します (前提条件は 100% 書き込みでした)。このテストでも、STEC s840 は、より低い有効キュー深さの範囲でグループ内で最高のパフォーマンスを提供しましたが、最高レベルでのみ上回りました。
STEC s840 で実行される Web サーバー プロファイルの平均遅延は、最も高い有効キュー深度レベルを除くすべてのレベルで、同等の SLC クラスのエンタープライズ SSD をわずかに上回ることがわかりました。
STEC s100 からの Web サーバー テストの 840% 読み取りセクションのピーク応答時間は、最も高いワークロードを除くすべてのワークロードで 50 ミリ秒未満と測定されました。日立製 SSD400S.B と互角のクラストップのパフォーマンスを発揮しました。
Web サーバー テストの標準偏差セクションのレイテンシを詳しく見てみると、最も高い有効キュー深度を除くほとんどの領域で STEC s840 がリードしていることがわかりました。
まとめ
STEC s840 SSD は、メインストリームおよびパフォーマンスエンタープライズ市場をしっかりとターゲットにしていますが、主要な SLC NAND 代替品よりも優れた価値提案を提供します。 MLC NAND を活用し、独自のコントローラーを所有することで、STEC は駆動パフォーマンスと耐久性の両方を向上させることができ、同時に印象的な価値提案を提供できます。 STEC は社内コントローラを使用することでサポートとエンジニアリングの利点も備えており、フラッシュ ストレージ ビジネスで 20 年近くにわたる堅牢な IP ポートフォリオによってパッケージ全体がさらに強化されています。
パフォーマンス結果からわかるように、s840 は、ほとんどが SLC ベースのドライブと比較しても、全体的に非常に優れています。このドライブは、混合ワークロードで特に優れたパフォーマンスを発揮し、他のドライブがピーク パフォーマンスに達するためにより多くの未処理のリクエストを必要とする、有効キューの深さが低い場合に大きな利点をもたらしました。 MLC NAND を活用しても、STEC はピーク応答時間を維持し、SLC ベースの競合他社に匹敵する優れた遅延標準偏差を維持することができました。これらの長所は、転送サイズが広範囲に及ぶワークロードで最も顕著でした。 Web サーバーやファイル サーバーのプロファイルなど。
STEC は、SLC ベースの製品が数多く存在する中で、高性能と高耐久性を提供する MLC ベースのドライブを提供する、ここ数カ月で 2 番目のメーカーです。エンタープライズバイヤーがコスト削減の方法を模索し続ける中、SSD分野で広範なIPを活用して、コストを削減しながらパフォーマンスの限界を押し上げ続ける製品を提供できるメーカーは、この市場で優位に立つことになるでしょう。
メリット
- 多くの混合ワークロードにおいて、幅広いスレッド/キュー レベルにわたって最高のパフォーマンスを実現
- すべてのワークロードで最大レイテンシが低く、レイテンシの標準偏差が大きい
- 社内コントローラーを活用して、MLC NAND から SLC のようなパフォーマンスと耐久性を実現
デメリット
- 9.5mm フォームファクタを最大化する密度では提供されません
ボトムライン
STEC s840 6Gb/s SAS エンタープライズ SSD は、実際の状況における多くのワークロードで業界をリードするパフォーマンスを提供します。完全飽和以下のスレッドおよびキューレベルで。高い I/O パフォーマンスにもかかわらず、非常に低い標準偏差で高い有効キュー深度で非常に低いピーク レイテンシーを維持しており、コモディティ NAND を使用した場合でも SLC ベースの SSD の強みを示しています。
