HGST Ultrastar SN100 시리즈 AIC NVMe SSD 검토

기업용 SSD의 Ultrastar SN100 시리즈는 HGST가 NVMe 드라이브에 처음 진출한 제품으로 이전 작업은 SAS 인터페이스에 집중되어 있습니다. 드라이브 제품군은 100인치 폼 팩터를 나타내는 SN2.5과 절반 높이 절반 길이 AIC(추가 카드) 폼 팩터를 의미하는 SN150의 두 가지 범주로 나뉩니다. 어느 형태에서든 드라이브는 클라우드, 하이퍼스케일 및 엔터프라이즈 애플리케이션에 중점을 두고 가장 까다로운 워크로드를 충족하도록 설계되었습니다. SN100 시리즈는 최대 3.2TB의 용량으로 제공되며 최대 3GB/s(seq 128k)의 읽기 처리량과 각각 743,000 및 140,000의 임의 읽기 및 쓰기 IOPS를 제공합니다.

SN150 AIC 드라이브는 1.6TB 및 3.2TB 용량으로 제공되며 2.5인치 폼 팩터는 800GB 용량도 추가합니다. 모든 드라이브는 고품질 엔터프라이즈 플래시 솔루션을 제공하는 HGST의 오랜 역사를 기반으로 구축되며 다음을 포함합니다. 플래시 인식 RAID, 종단 간 데이터 경로 보호, 고급 ECC 및 정전 보호와 같은 기능 덕분에 UEFI 부팅 지원, 고급 전원 관리 및 엔터프라이즈급 안정성. 이 드라이브는 XNUMX년 보증이 적용되며 하루에 XNUMX번의 드라이브 쓰기 내구성 수치를 지원합니다.

검토 단위는 SN3.2 AIC의 150TB 용량입니다.

HGST Ultrastar SN100 시리즈 NVMe SSD 사양

인터페이스: PCIe 3.0 x4:
폼 팩터 :
- HH-HL 애드인 카드
- SFF 2.5인치 드라이브
용량(GB):
- 3200 / 1600(AIC)
- 800(2.5인치)
퍼포먼스
- 읽기 처리량(최대 MB/s, 순차 128k): 3000
- 쓰기 처리량(최대 MB/s, 순차 128k): 1600
- 읽기 IOPS(최대 IOPS, 임의 4k): 743,000
- 쓰기 IOPS(최대 IOPS, 임의 4k): 140,000
- 혼합 IOPS(70/30 R/W, 무작위 4k): 310,000
- 읽기 IOPS(최대 IOPS, 임의 8k): 385,000
- 쓰기 IOPS(최대 IOPS, 임의 8k): 75,000
- 대기 시간 512B(µs): 20
신뢰성
- MTBF(M시간): 2
- 연간 고장률(AFR): 0.44%
- 내구시간: 3 DW/D
소비 전력(활성/유휴): 25W/8W
작동 온도: 0° ~ 55°C
비작동 온도: -40° ~ 70°C
기류(LFM): 300
보증 : 5 년

설계 및 구축

HGST Ultrastar SN150은 절반 높이, 절반 길이 PCIe x4 폼 팩터입니다. 카드 자체는 브랜딩을 사용하지 않으며 전면에 드라이브 정보가 없습니다.

방열판은 대부분의 드라이브를 덮습니다. 이 설계에서는 카드에서 발생하는 모든 열이 강제 대류를 통해 발산됩니다. HGST는 공기 흐름이 카드의 브래킷 끝쪽으로 배출되어야 함을 나타냅니다. 또한 SN150에는 드라이브의 중요 구성 요소를 모니터링하는 여러 온보드 온도 센서가 있습니다. 문제가 감지되면 과열로 인한 손상을 방지하기 위해 열 조절 시스템을 트리거합니다.

PCIe 3.0 x4 인터페이스는 SN150 AIC의 하단을 따라 위치합니다.

방열판 반대편에는 장치 정보가 있는 스티커 아래에 각각 A19nm eMLC NAND 기술을 활용하는 XNUMX개의 NAND 패키지가 있습니다. Micron DRAM도 볼 수 있습니다.

테스트 배경 및 유사 항목

The StorageReview 엔터프라이즈 테스트 랩 관리자가 실제 배포에서 경험하는 것과 유사한 환경에서 엔터프라이즈 스토리지 장치의 벤치마크를 수행하기 위한 유연한 아키텍처를 제공합니다. Enterprise Test Lab은 다양한 서버, 네트워킹, 전력 조절 및 기타 네트워크 인프라를 통합하여 직원이 실제 조건을 설정하여 검토 중에 성능을 정확하게 측정할 수 있도록 합니다.

랩 환경 및 프로토콜에 대한 이러한 세부 정보를 검토에 통합하여 IT 전문가와 스토리지 구입 책임자가 다음 결과를 달성한 조건을 이해할 수 있도록 합니다. 우리의 리뷰는 우리가 테스트하는 장비 제조업체에서 비용을 지불하거나 감독하지 않습니다. 에 대한 추가 세부 정보 StorageReview 엔터프라이즈 테스트 랩 그리고 네트워킹 기능 개요 해당 페이지에서 사용할 수 있습니다.

HGST SN100을 다음과 같은 다른 AIC NVMe SSD와 비교하면서 테스트했습니다.

멤블레이즈 PBlaze4 3.2TB
인텔 DC P3608 1.6TB
화웨이 ES3000v2 3.2TB
화웨이 ES3000v1 1.6TB

애플리케이션 워크로드 분석

엔터프라이즈 스토리지 장치의 성능 특성을 이해하려면 라이브 프로덕션 환경에서 발견되는 인프라 및 애플리케이션 워크로드를 모델링하는 것이 필수적입니다. 따라서 HGST Ultrastar SN100에 대한 첫 번째 벤치마크는 SysBench를 통한 MySQL OLTP 성능 그리고 마이크로소프트 SQL 서버 OLTP 성능 시뮬레이션된 TCP-C 워크로드를 사용합니다. 애플리케이션 워크로드의 경우 각 드라이브는 2-4개의 동일하게 구성된 VM을 실행합니다.

StorageReview의 Microsoft SQL Server OLTP 테스트 프로토콜 복잡한 애플리케이션 환경에서 발견되는 활동을 시뮬레이션하는 온라인 트랜잭션 처리 벤치마크인 TPC-C(Transaction Processing Performance Council의 벤치마크 C) 최신 초안을 사용합니다. TPC-C 벤치마크는 합성 성능 벤치마크보다 데이터베이스 환경에서 스토리지 인프라의 성능 강점과 병목 현상을 측정하는 데 더 가깝습니다. 이 검토를 위한 SQL Server VM의 각 인스턴스는 333GB(1,500개 규모) SQL Server 데이터베이스를 사용하고 15,000명의 가상 사용자 로드에서 트랜잭션 성능과 대기 시간을 측정합니다.

SQL Server 출력을 볼 때 HGST 드라이브는 3,152.13의 최고 TPS와 총 3,149.97 TPS로 리더보드 하단에 결과를 보여주었습니다.

15명의 사용자 SQL Server 벤치마크 동안 평균 대기 시간 결과를 보면 HGST 드라이브가 SanDisk, Memblaze 및 Huawei SSD(모두 7.0ms 게시)와 함께 순위표 상단에 있는 것으로 나타났습니다.

다음 애플리케이션 벤치마크는 SysBench를 통해 측정된 Percona MySQL OLTP 데이터베이스로 구성됩니다. 이 테스트는 평균 TPS(Transactions Per Second), 평균 대기 시간 및 평균 99번째 백분위수 대기 시간을 측정합니다. Percona와 MariaDB는 데이터베이스의 최신 릴리스에서 Fusion-io 플래시 인식 애플리케이션 API를 사용하고 있지만 이 비교를 위해 "레거시" 블록 스토리지 모드에서 각 장치를 테스트합니다.

초당 평균 트랜잭션 벤치마크에서 HGST는 총 5,853.6 TPS로 Memblaze 및 Intel 드라이브 바로 뒤인 순위표 상단 근처에 있었습니다. 개별 VM의 범위는 1,477.3 TPS에서 1,448.0 TPS입니다.

평균 대기 시간 결과를 볼 때 HGST는 개별 VM이 21.66ms에서 22.10ms 사이에서 실행되고 총 대기 시간은 21.87ms로 상당히 좋은 결과를 자랑했습니다.

최악의 MySQL 대기 시간 시나리오(99번째 백분위수 대기 시간)의 관점에서 HGST는 VM이 49.62ms에서 50.07ms(총 49.81ms) 사이에서 실행되는 것으로 나타났으며 최고 성능의 SanDisk 드라이브는 41.92ms에 불과한 인상적인 집계를 자랑했습니다.

엔터프라이즈 종합 워크로드 분석

플래시 성능은 드라이브가 워크로드에 따라 조정됨에 따라 달라집니다. fio 합성 벤치마크 벤치마크가 정확한지 확인하기 위해. 비교 가능한 각 드라이브는 공급업체의 도구를 사용하여 안전하게 삭제되며 16개 스레드의 과도한 로드와 스레드당 16개의 미해결 대기열이 있는 정상 상태로 사전 조정됩니다.

사전 조건화 및 기본 정상 상태 테스트:
처리량(읽기+쓰기 IOPS 집계)
평균 대기 시간(읽기+쓰기 대기 시간을 함께 평균화)
최대 대기 시간(최대 읽기 또는 쓰기 대기 시간)
대기 시간 표준 편차(함께 평균화된 읽기+쓰기 표준 편차)

사전 조건이 완료되면 각 장치는 여러 스레드/대기열 깊이 프로필에서 일정 간격으로 테스트되어 사용량이 적은 경우와 사용량이 많은 경우의 성능을 보여줍니다. Memblaze PBlaze4에 대한 합성 워크로드 분석은 제조업체 사양 및 벤치마크에서 널리 사용되는 두 가지 프로필을 사용합니다. 가상 워크로드는 프로덕션 워크로드에서 볼 수 있는 활동을 100% 나타내지 않으며 실제로 발생하지 않는 시나리오에서 드라이브를 어떤 면에서는 부정확하게 묘사한다는 점을 고려하는 것이 중요합니다.

4k
- 100% 읽기 및 100% 쓰기
8k
- 70% 읽기/30% 쓰기

처리량 4k 쓰기 사전 조건 테스트에서 HGST는 약 440,000 IOPS에서 시작하여 약 160,000 IOPS 마크에 도달했습니다. 여기서 전체 성능이 가장 뛰어난 드라이브는 Huawei 3.2TB 드라이브였습니다.

다음으로 가장 일관성이 없는 드라이브가 대부분 HGST인 평균 대기 시간을 살펴봅니다. 대부분의 테스트 동안 대기 시간 스파이크가 가장 컸기 때문입니다. 여기에서 최고 드라이브는 다시 한 번 Huawei 3.2TB였으며, 정상 상태는 1.0ms를 약간 넘었습니다.

최대 대기 시간을 측정할 때 HGST는 테스트 중 여러 지점에서 심각한 급증으로 인해 더 일관성 없는 드라이브 중 하나였습니다(결국 두 번째로 낮은 대기 시간으로 끝났지만). 전반적으로 인텔 드라이브가 가장 좋은 성능을 보였다.

표준 편차 계산은 SSD 대기 시간 성능 결과의 일관성을 보다 쉽게 시각화할 수 있도록 설계되었습니다. 이 시나리오에서 판독값은 전반적으로 일관되지 않았습니다. 도중에 몇 가지 눈에 띄는 스파이크가 있었지만 HGST는 실제로 테스트가 끝날 때까지 최고의 대기 시간을 가졌습니다. Intel은 안정 상태에서 1.6ms 미만으로 전반적으로 가장 안정적인 결과를 보였습니다.

이제 드라이브가 사전 조정되었으므로 기본 4k 합성 벤치마크를 살펴보겠습니다. 처리량에서 HGST는 706,394 IOPS 읽기 및 144,933 IOPS 쓰기로 중간 팩 결과를 보여주었습니다. Intel 드라이브는 인상적인 851,693 IOPS(쓰기 157,940 IOPS에 도달)로 읽기 열에서 최고의 성능을 보였고 Huawei 3.2TB 드라이브는 229,914 IOPS로 최고의 쓰기 성능을 보여주었습니다.

평균 대기 시간을 보면 0.36ms 읽기 및 1.76ms 쓰기로 HGST 드라이브가 나타났습니다. Intel은 0.30ms로 읽기에서 최고의 평균 대기 시간을 게시했으며 Huawei 3.2TB 드라이브는 1.11ms로 최고의 쓰기 대기 시간을 게시했습니다.

최대 대기 시간에서 HGST 드라이브는 4.9ms 읽기 및 33.4ms 쓰기로 인상적인 결과를 게시했습니다. 읽기에서 최고의 성능을 발휘한 것은 4.6ms의 Memblaze 드라이브였습니다. 그러나 쓰기 대기 시간이 훨씬 더 깁니다.

표준 편차를 살펴보면 HGST가 다시 한 번 인상적인 결과를 보여줍니다. 0.146ms 읽기 및 1.584ms 쓰기를 자랑하며 후자는 테스트된 드라이브 중에서 가장 높은 쓰기 대기 시간이었습니다. 읽기에서 0.107위를 차지한 것은 Memblaze 드라이브로 XNUMXms의 읽기를 자랑했습니다.

다음 워크로드는 8%의 읽기 작업과 70%의 쓰기 작업 비율로 30k 전송을 사용합니다. 다시 한 번 기본 테스트로 전환하기 전에 사전 조건 결과부터 시작하겠습니다. 처리량 면에서 HGST 드라이브는 버스트 속도가 약 80 IOPS에 도달하는 등 460,000분 동안 일관되지 않은 성능을 보였습니다. 그것은 대부분의 드라이브가 끝나는 약 187,000 IOPS 정도의 안정된 상태로 끝났습니다. 지금까지 가장 안정적인 드라이브는 Memblaze였습니다.

다음으로 일관성이 가장 낮은 드라이브가 HGST인 평균 대기 시간을 살펴봅니다. 하지만 테스트 종료 시 두 번째로 좋은 평균 대기 시간을 가졌습니다. 여기에서 최고의 드라이브는 다시 한 번 화웨이 3.2TB였으며, 터미널 평균 대기 시간은 1.0ms에 약간 못 미쳤습니다.

최대 대기 시간을 측정할 때 HGST는 일관성이 없는 드라이브 중 하나였으며 전체 테스트 동안 큰 스파이크가 발생했습니다. 그러나 전반적으로 Memblaze 드라이브는 일관성이 가장 낮았고 Huawei 및 Intel 드라이브는 최고의 성능을 보였습니다.

표준 편차 계산은 SSD 대기 시간 성능 결과의 일관성을 보다 쉽게 시각화할 수 있도록 설계되었습니다. 이 시나리오에서 HGST는 테스트 시작부터 약 70분까지 일련의 주요 급상승을 보였습니다. Huawei 3.2TB는 안정 상태에서 1.0ms 미만으로 가장 안정적인 결과를 보였습니다.

HGST 드라이브를 완전히 사전 조정한 후 기본 8k 70/30 테스트를 거쳤습니다. 처리량 면에서 화웨이 3.2TB를 제외하고 대부분의 드라이브는 거의 동일한 성능을 자랑했다. HGST는 터미널에서 거의 170,000 IOPS로 끝났습니다.

평균 대기 시간은 Intel, Memblaze, HGST 및 1.6TB Huawei 드라이브가 마지막 대기열 깊이까지 막상막하의 성능을 보이는 등 매우 유사한 결과를 보여주었습니다. 여기에서 가장 성능이 좋은 드라이브는 다시 3.2TB Huawei 드라이브로, 0.9T/16Q에서 16ms 미만으로 끝났습니다.

최대 대기 시간을 보면 HGST 드라이브가 상당히 일관된 결과를 보였지만 테스트가 끝날 무렵 급증하기 시작했습니다. 인텔과 화웨이 드라이브가 전반적으로 최고의 성능을 보였다.

표준 편차는 모든 드라이브 간의 성능(최대/평균 대기 시간)에서 매우 유사한 경향을 보여주었습니다. 여기에서 Huawei 3.2TB 드라이브는 8T8Q 마크 주변에서 멀어져 0.9ms가 조금 넘는 시간으로 최고의 전체 결과를 기록했습니다.

결론

HGST는 우수한 기업용 플래시 스토리지 솔루션을 만들어온 오랜 역사를 가지고 있으며 NVMe SSD의 새로운 SN100 시리즈도 예외가 아닙니다. UEFI 부팅 지원, 고급 전원 관리, 플래시 인식 RAID, 엔드 -종단 데이터 경로 보호, 고급 ECC 및 정전 보호. HGST 제품군은 AIC(SN150) 및 2.5인치(SN100) 폼 팩터 모두에서 사용할 수 있습니다. 전자는 거의 모든 최신 서버가 원활한 배포로 해당 유형의 카드를 처리할 수 있으므로 배포가 더 쉽습니다.

성능을 볼 때 HGST Ultrastar SN100 시리즈는 테스트된 벤치마크 전체에서 우수한 성능을 보여주었고 심지어 몇 가지 범주에서도 선두를 차지했습니다. 첫 번째 애플리케이션 워크로드 분석에서 HGST 드라이브는 평균 대기 시간이 3,152.13ms에 도달하면서 SQL Server 출력 테스트에서 최고 TPS 3,149.97 및 총 7.0 TPS로 순위표 맨 아래에 있는 결과를 보여주었습니다. Sysbench 테스트에서 HGST 드라이브의 전반적인 성능이 괜찮은 것으로 나타났습니다. 초당 평균 트랜잭션 벤치마크에서 HGST Ultrastar SN100 시리즈는 총 5,853.6 TPS를 측정했으며, 이는 Intel 및 Memblaze 드라이브보다 약간 낮았습니다. 평균 대기 시간 결과를 볼 때 HGST는 개별 VM이 21.66ms에서 22.10ms 사이에서 실행되었고 총 대기 시간은 21.87ms였습니다. 최악의 MySQL 대기 시간 시나리오 측면에서 HGST는 VM이 49.62ms에서 50.07ms 사이에서 실행되는 것으로 나타났으며 총 49.81ms로 테스트된 AIC SSD 중에서 순위 중간에 위치했습니다.

합성 벤치마크 동안 HGST Ultrastar는 4 IOPS 읽기 및 706,933 IOPS 쓰기의 229,914k 처리량으로 상당히 좋은 수치를 게시했습니다. 이에 비해 인텔 드라이브는 읽기 851,693 IOPS, 쓰기 197,940 IOPS로 최고의 결과를 자랑했습니다. 평균 대기 시간은 0.36ms 읽기 및 1.76ms 쓰기(Intel 드라이브 바로 뒤)로 훌륭한 결과를 보여주었습니다. 8k 전송(70% 읽기 작업과 30% 쓰기 작업의 비율로 구성됨)에서 HGST는 173,022 IOPS로 최고를 기록하여 Intel 모델을 제치고 4 IOPS를 측정한 Memblaze PBlaze173,275 바로 아래에 나타났습니다.

장점