De Ultrastar SN100-serie enterprise-SSD's is HGST's eerste uitstapje naar NVMe-schijven, waarbij hun eerdere werk was gericht op de SAS-interface. De familie van schijven is onderverdeeld in twee categorieën, de SN100 verwijst naar de 2.5″ vormfactor en de SN150 betekent halve hoogte halflange add-in-kaart (AIC) vormfactor. In beide vormen zijn de schijven ontworpen om te voldoen aan de meest veeleisende workloads, met de nadruk op cloud-, hyperscale- en enterprise-applicaties. De SN100-serie wordt geleverd met een capaciteit tot 3.2 TB en biedt leesdoorvoer tot 3 GB/s (seq 128k) en willekeurige lees- en schrijf-IOPS van respectievelijk 743,000 en 140,000.
De Ultrastar SN100-serie enterprise-SSD's is HGST's eerste uitstapje naar NVMe-schijven, waarbij hun eerdere werk was gericht op de SAS-interface. De familie van schijven is onderverdeeld in twee categorieën, de SN100 verwijst naar de 2.5″ vormfactor en de SN150 betekent halve hoogte halflange add-in-kaart (AIC) vormfactor. In beide vormen zijn de schijven ontworpen om te voldoen aan de meest veeleisende workloads, met de nadruk op cloud-, hyperscale- en enterprise-applicaties. De SN100-serie wordt geleverd met een capaciteit tot 3.2 TB en biedt leesdoorvoer tot 3 GB/s (seq 128k) en willekeurige lees- en schrijf-IOPS van respectievelijk 743,000 en 140,000.
De SN150 AIC-schijven zijn verkrijgbaar met een capaciteit van 1.6 TB en 3.2 TB, de 2.5-inch vormfactor voegt ook een capaciteit van 800 GB toe. Alle schijven bouwen voort op HGST's lange geschiedenis van het leveren van hoogwaardige enterprise flash-oplossingen en omvatten; UEFI-opstartondersteuning, geavanceerd energiebeheer en betrouwbaarheid op bedrijfsniveau dankzij functies zoals flash-aware RAID, end-to-end datapadbeveiliging, geavanceerde ECC en stroomuitvalbeveiliging. De schijven hebben een garantie van vijf jaar en ondersteunen een uithoudingsvermogen van drie schrijfbewerkingen per dag.
Onze testeenheid is de capaciteit van 3.2 TB van de SN150 AIC.
HGST Ultrastar SN100-serie NVMe SSD-specificaties
- Interface: PCIe 3.0 x4:
- Vormfactor:
- HH-HL insteekkaart
- SFF 2.5-inch schijf
- Capaciteiten (GB):
- 3200 / 1600 (AIC)
- 800 (2.5 duim)
- Prestatie
- Leesdoorvoer (max MB/s, sequentieel 128k): 3000
- Schrijfdoorvoer (max MB/s, sequentieel 128k): 1600
- Lees IOPS (max IOPS, willekeurig 4k): 743,000
- Schrijf IOPS (max IOPS, willekeurig 4k): 140,000
- Gemengde IOPS (70/30 R/W, willekeurig 4k): 310,000
- Lees IOPS (max IOPS, willekeurig 8k): 385,000
- Schrijf IOPS (max IOPS, willekeurig 8k): 75,000
- Latentie 512B (µs): 20
- Betrouwbaarheid
- MTBF (M uur): 2
- Jaarlijks uitvalpercentage (AFR): 0.44%
- Uithoudingsvermogen: 3 DW/D
- Stroomverbruik (actief/inactief): 25 Watt / 8 Watt
- Bedrijfstemperatuur: 0° tot 55°C
- Niet-werkende temperatuur: -40° tot 70°C
- Luchtstroom (LFM): 300
- Garantie: 5 jaar
Ontwerp en bouw
De HGST Ultrastar SN150 heeft de PCIe x4-vormfactor van halve hoogte en halve lengte. De kaart zelf gebruikt geen branding en bevat geen drive-informatie op de voorkant.
Een koellichaam bedekt het grootste deel van de schijf; met dit ontwerp wordt alle warmte die door de kaart wordt gegenereerd, afgevoerd via geforceerde convectie. HGST geeft aan dat de luchtstroom naar het beugeluiteinde van de kaart moet worden afgevoerd. Daarnaast heeft de SN150 meerdere ingebouwde temperatuursensoren, die de kritieke componenten van de aandrijving bewaken. Als er een probleem wordt gedetecteerd, wordt het thermische smoorsysteem geactiveerd om schade door oververhitting te voorkomen.
De PCIe 3.0 x4-interface bevindt zich aan de onderkant van de SN150 AIC.
Aan de andere kant van het koellichaam kunnen we de vier NAND-pakketten zien, die elk gebruikmaken van A19nm eMLC NAND-technologie, onder de sticker met de apparaatinformatie erop. We kunnen ook de Micron DRAM zien.
Achtergrond en vergelijkingen testen
Uw partner voor StorageReview Enterprise-testlaboratorium biedt een flexibele architectuur voor het uitvoeren van benchmarks van zakelijke opslagapparaten in een omgeving die vergelijkbaar is met wat beheerders tegenkomen in echte implementaties. Het Enterprise Test Lab bevat een verscheidenheid aan servers, netwerken, stroomconditionering en andere netwerkinfrastructuur waarmee ons personeel real-world omstandigheden kan vaststellen om de prestaties tijdens onze beoordelingen nauwkeurig te meten.
We nemen deze details over de laboratoriumomgeving en protocollen op in beoordelingen, zodat IT-professionals en degenen die verantwoordelijk zijn voor opslagverwerving de voorwaarden kunnen begrijpen waaronder we de volgende resultaten hebben bereikt. Geen van onze beoordelingen wordt betaald of gecontroleerd door de fabrikant van de apparatuur die we testen. Aanvullende informatie over de StorageReview Enterprise-testlaboratorium en een overzicht van de netwerkmogelijkheden zijn beschikbaar op die respectievelijke pagina's.
We hebben de HGST SN100 getest en vergeleken met de volgende andere AIC NVMe SSD's:
- Memblaze PBlaze4 3.2 TB
- Intel DC P3608 1.6 TB
- Huawei ES3000v2 3.2 TB
- Huawei ES3000v1 1.6 TB
Analyse van de werkbelasting van applicaties
Om de prestatiekenmerken van enterprise storage-apparaten te begrijpen, is het essentieel om de infrastructuur en de applicatieworkloads in live productieomgevingen te modelleren. Onze eerste benchmarks voor de HGST Ultrastar SN100 zijn dan ook de MySQL OLTP-prestaties via SysBench en Microsoft SQL Server OLTP-prestaties met een gesimuleerde TCP-C-workload. Voor onze applicatieworkloads draait elke schijf 2-4 identiek geconfigureerde VM's.
OpslagReview's Microsoft SQL Server OLTP-testprotocol maakt gebruik van de huidige versie van Benchmark C (TPC-C) van de Transaction Processing Performance Council, een online transactieverwerkingsbenchmark die de activiteiten in complexe applicatieomgevingen simuleert. De TPC-C-benchmark komt dichterbij dan synthetische prestatiebenchmarks bij het meten van de sterke punten en knelpunten van opslaginfrastructuur in database-omgevingen. Elke instantie van onze SQL Server VM voor deze beoordeling gebruikt een SQL Server-database van 333 GB (schaal 1,500) en meet de transactieprestaties en latentie onder een belasting van 15,000 virtuele gebruikers.
Bij het bekijken van SQL Server-uitvoer liet de HGST-drive resultaten zien onderaan het leaderboard met een top TPS van 3,152.13 met een totaal van 3,149.97 TPS.
Kijkend naar de gemiddelde latentieresultaten tijdens de 15k gebruiker SQL Server-benchmark, bleek de HGST-drive bovenaan het leaderboard te staan met de SanDisk, Memblaze en Huawei SSD's (die allemaal 7.0 ms plaatsten).
De volgende applicatiebenchmark bestaat uit een Percona MySQL OLTP-database gemeten via SysBench. Deze test meet de gemiddelde TPS (Transactions Per Second), de gemiddelde latentie en de gemiddelde latentie van het 99e percentiel. Percona en MariaDB gebruiken de Fusion-io flash-aware applicatie-API's in de meest recente releases van hun databases, hoewel we voor deze vergelijking elk apparaat testen in hun "legacy" blokopslagmodi.
In de benchmark voor gemiddelde transacties per seconde stond de HGST bijna bovenaan het leaderboard en net achter de Memblaze- en Intel-schijven met in totaal 5,853.6 TPS. Individuele VM's varieerden van 1,477.3 TPS tot 1,448.0 TPS.
Als we kijken naar de gemiddelde latentieresultaten, pochte de HGST redelijk goede resultaten, met individuele VM's die tussen 21.66 ms tot 22.10 ms liepen en een totale latentie van 21.87 ms.
In termen van ons worst-case MySQL-latentiescenario (99e percentiel latentie), liet de HGST zien dat VM's tussen 49.62 ms en 50.07 ms liepen (met een totaal van 49.81 ms), terwijl de best presterende SanDisk-drive een indrukwekkend totaal van slechts 41.92 ms had.
Enterprise synthetische werklastanalyse
Flash-prestaties variëren naarmate de schijf wordt aangepast aan zijn werkbelasting, wat betekent dat flash-opslag moet worden gepreconditioneerd vóór elk van de fio synthetische benchmarks om ervoor te zorgen dat de benchmarks nauwkeurig zijn. Elk van de vergelijkbare schijven wordt veilig gewist met behulp van de tools van de leverancier en gepreconditioneerd tot stabiele toestand met een zware belasting van 16 threads en een uitstekende wachtrij van 16 per thread.
- Voorconditionering en primaire steady-state tests:
- Doorvoer (lezen+schrijven IOPS aggregaat)
- Gemiddelde latentie (lees- en schrijflatentie samen gemiddeld)
- Maximale latentie (piek lees- of schrijflatentie)
- Latentie Standaarddeviatie (Lezen + Schrijven Standaarddeviatie samen gemiddeld)
Zodra de preconditionering is voltooid, wordt elk apparaat met tussenpozen getest over meerdere thread-/wachtrijdiepteprofielen om de prestaties bij licht en zwaar gebruik te tonen. Onze synthetische werklastanalyse voor de Memblaze PBlaze4 maakt gebruik van twee profielen, die veel worden gebruikt in fabrikantspecificaties en benchmarks. Het is belangrijk om er rekening mee te houden dat synthetische workloads nooit 100% de activiteit vertegenwoordigen die wordt gezien in productieworkloads, en in sommige opzichten onnauwkeurig een drive weergeven in scenario's die in de echte wereld niet zouden voorkomen.
- 4k
- 100% lezen en 100% schrijven
- 8k
- 70% lezen/30% schrijven
In onze doorvoer 4k-schrijfvoorbereidingstest begon de HGST bij ongeveer 440,000 IOPS, terwijl hij een enigszins stabiele toestand bereikte rond de 160,000 IOPS-markering. De best presterende schijf hier was de Huawei 3.2TB-schijf.
Vervolgens kijken we naar de gemiddelde latentie waarbij de minst consistente schijf meestal de HGST was, omdat deze tijdens het grootste deel van de test de grootste latentiepieken had. De beste schijf hier was opnieuw de Huawei 3.2TB, met een stabiele toestand van iets meer dan 1.0 ms.
Bij het meten van de maximale latentie was de HGST een van de meest inconsistente schijven vanwege enkele ernstige pieken op verschillende punten tijdens de test (hoewel hij aan het einde wel de 2e laagste latentie behaalde). Over het algemeen presteerde de Intel-schijf het beste.
Standaarddeviatieberekeningen zijn ontworpen om het gemakkelijker te maken om de consistentie van de SSD-latentieprestatieresultaten te visualiseren. In dit scenario waren de metingen over de hele linie nogal inconsistent. Hoewel het onderweg een paar opvallende pieken had, had de HGST aan het einde van de test eigenlijk de beste latentie. De Intel had over het algemeen de meest stabiele resultaten en schommelde onder de 1.6 ms in stabiele toestand.
Nu de schijven vooraf zijn geconditioneerd, zien we eruit als de primaire synthetische 4K-benchmark. In doorvoer liet de HGST middelmatige resultaten zien met 706,394 IOPS lezen en 144,933 IOPS schrijven. De Intel-schijf presteerde het best in de leeskolom met een indrukwekkende 851,693 IOPS (bereikt 157,940 IOPS schrijven), terwijl de Huawei 3.2TB-schijf de beste schrijfprestaties liet zien met 229,914 IOPS.
Kijkend naar de gemiddelde latentie toonde de HGST-drive met 0.36 ms lezen en 1.76 ms schrijven. De Intel postte de beste gemiddelde latentie in reads met 0.30ms terwijl de Huawei 3.2TB drive de beste schrijflatentie boekte met 1.11ms.
Bij maximale latentie boekte de HGST-drive indrukwekkende resultaten met 4.9 ms lezen en 33.4 ms schrijven. De best presterende in reads was de Memblaze-schijf met 4.6 ms; het had echter een aanzienlijk hogere schrijflatentie.
Kijkend naar de standaarddeviatie, toont de HGST opnieuw indrukwekkende resultaten, met 0.146 ms lezen en 1.584 ms schrijven, de laatste was de hoogste schrijflatentie onder de geteste schijven. De best presterende in reads was de Memblaze-drive, die pochte 0.107ms in reads.
Onze volgende werkbelasting gebruikt 8k-overdrachten met een verhouding van 70% leesbewerkingen en 30% schrijfbewerkingen. Nogmaals, we beginnen met de preconditioneringsresultaten voordat we overgaan op de hoofdtesten. In doorvoer vertoonde de HGST-schijf inconsistente prestaties gedurende de 80 minuten, met burst-snelheden die ongeveer 460,000 IOPS bereikten. Het eindigde met een enigszins stabiele toestand rond 187,000 IOPS, waar de meeste schijven ook terechtkwamen. Verreweg de meest stabiele aandrijving was de Memblaze.
Vervolgens kijken we naar de gemiddelde latentie waarbij de minst consistente schijf de HGST was, hoewel deze aan het einde van de test de op een na beste gemiddelde latentie had. De beste schijf hier was opnieuw de Huawei 3.2TB, met een terminale gemiddelde latentie van iets minder dan 1.0 ms.
Bij het meten van de maximale latentie was de HGST een van de meest inconsistente schijven, die gedurende de hele test last had van grote pieken. Over het algemeen had de Memblaze-schijf echter de minst consistente resultaten, terwijl de Huawei- en Intel-schijven de beste prestaties lieten zien.
Standaarddeviatieberekeningen zijn ontworpen om het gemakkelijker te maken om de consistentie van de SSD-latentieprestatieresultaten te visualiseren. In dit scenario had de HGST een grote reeks pieken aan het begin van de test tot ongeveer 70 minuten. De Huawei 3.2TB had de meest stabiele resultaten, met een snelheid van minder dan 1.0 ms in stabiele toestand.
Nadat we de HGST-schijf volledig hadden gepreconditioneerd, hebben we onze belangrijkste 8k 70/30-test doorstaan. Wat de doorvoer betreft, presteerde het grootste deel van de schijf vrijwel identiek, met uitzondering van de Huawei 3.2TB, die wegtrok. De HGST eindigde met bijna 170,000 IOPS in de terminal.
De gemiddelde latentie liet zeer vergelijkbare resultaten zien, waarbij de Intel-, Memblaze-, HGST- en 1.6 TB Huawei-schijven nek aan nek presteerden tot aan de laatste wachtrijdiepte. De best presterende schijf hier was opnieuw de 3.2 TB Huawei-schijf, die net onder de 0.9 ms eindigde bij 16T/16Q.
Kijkend naar maximale latentie toonde de HGST-schijf met redelijk consistente resultaten, hoewel deze tegen het einde van de test begon te stijgen. Intel- en Huawei-schijven vertoonden de beste algemene prestaties.
Standaarddeviatie toonde een zeer vergelijkbare trend in prestaties (max/gemiddelde latentie) tussen alle schijven. Hier trok de Huawei 3.2TB-schijf weg rond de 8T8Q-markering en plaatste de beste algemene resultaten met iets meer dan 0.9 ms.
Conclusie
HGST heeft een lange geschiedenis in het creëren van uitstekende enterprise flash-opslagoplossingen en de nieuwe SN100-serie NVMe SSD's is daarop geen uitzondering, aangezien deze beschikt over UEFI-opstartondersteuning, geavanceerd energiebeheer en betrouwbaarheid op bedrijfsniveau dankzij functies zoals flash-aware RAID, end -to-end datapadbeveiliging, geavanceerde ECC en stroomuitvalbeveiliging. De HGST-familie is beschikbaar in zowel AIC- (SN150) als 2.5-inch (SN100) vormfactoren, de eerste is gemakkelijker te implementeren omdat vrijwel elke moderne server dat type kaart probleemloos kan gebruiken.
Als we naar de prestaties kijken, liet de HGST Ultrastar SN100-serie goede prestaties zien in onze geteste benchmarks, zelfs leidend in een paar categorieën. In onze eerste analyse van de werkbelasting van de toepassing liet de HGST-schijf resultaten zien onderaan het leaderboard met een top-TPS van 3,152.13 en een totaal van 3,149.97 TPS in de SQL Server-uitvoertest, terwijl hij een gemiddelde latentie van 7.0 ms bereikte. In onze Sysbench-tests zagen we behoorlijke algehele prestaties van de HGST-schijf. In de benchmark voor gemiddelde transacties per seconde meet de HGST Ultrastar SN100-serie een totaal van 5,853.6 TPS, wat net iets minder was dan de Intel- en Memblaze-schijven. Als we kijken naar de gemiddelde latentieresultaten, had de HGST individuele VM's die tussen 21.66 ms tot 22.10 ms liepen en een totale latentie van 21.87 ms. In termen van ons worst-case MySQL-latentiescenario toonde de HGST VM's die tussen 49.62 ms en 50.07 ms liepen met een totaal van 49.81 ms, waarmee het in het midden van de ranglijst van onze geteste AIC SSD's kwam te staan.
Tijdens onze synthetische benchmarks plaatste de HGST Ultrastar redelijk goede cijfers met een 4k-doorvoer van 706,933 IOPS gelezen en 229,914 IOPS schrijven. Ter vergelijking: de Intel-drive behaalde topresultaten met 851,693 IOPS gelezen terwijl schrijfacties 197,940 IOPS bereikten. De gemiddelde latentie liet geweldige resultaten zien, met een leestijd van 0.36 ms en een schrijftijd van 1.76 ms (net achter de Intel-schijf). In onze 8k-overdrachten (die bestaat uit een verhouding van 70% leesbewerkingen en 30% schrijfbewerkingen), bereikte de HGST een top van 173,022 IOPS, waarmee hij het Intel-model overtrof, maar net onder de Memblaze PBlaze4 kwam die 173,275 IOPS mat.
VOORDELEN
- Meerdere vormfactoren voor bepaalde behoeften
- Sterke databaseprestaties
NADELEN
- Enkele maximale latentiepieken onder zware workloads
Tot slot
De HGST SN100-serie is de eerste NVMe SSD van HGST die goede prestaties levert met een staat van dienst van uitstekende kwaliteit in verschillende vormfactoren en capaciteiten.
Productpagina van de HGST Ultrastar SN100-serie
Meld u aan voor de StorageReview-nieuwsbrief
