Toen SMART Storage Systems (nu SanDisk) maanden geleden de Optimus SAS SSD aankondigde, was hun trots op het ontwerp, de bouw en de fabricage duidelijk, net als een trotse ouder die paradeert met hun eerstgeborene. De sleutel vanuit het perspectief van SMART is het beter kunnen begrijpen van NAND om het uithoudingsvermogen van MLC NAND op ondernemingsniveau te vergroten. De Optimus gaat echter een stap verder en zet de technische vaardigheden van SMART onder druk door gebruik te maken van een aangepaste firmware die bovenop een aangepaste controller is gebouwd, waardoor ze nog meer controle krijgen over de SSD als systeem. De resultaten zijn indrukwekkend voor een reguliere zakelijke SSD: uithoudingsvermogen van 10 volledige willekeurige schrijfbewerkingen per dag gedurende vijf jaar, samen met een aanhoudende lees-/schrijfdoorvoer tot 500 MB/s. De specificaties alleen vertellen echter niet het hele Optimus-verhaal. In de inleiding van deze recensie noemden we de Optimus al een mainstream enterprise SSD, die grotendeels gebaseerd is op het NAND-profiel. Dat kan echter een vergissing zijn. Hoewel de Optimus SLC-achtige uithoudingsvermogen kan bieden met MLC NAND, is hij ook in staat om SLC-achtige prestaties te presenteren, met MLC NAND. In sommige gevallen overtreft het zelfs SLC-drives, waar we hieronder meer op in zullen gaan.
Toen SMART Storage Systems (nu SanDisk) maanden geleden de Optimus SAS SSD aankondigde, was hun trots op het ontwerp, de bouw en de fabricage duidelijk, net als een trotse ouder die paradeert met hun eerstgeborene. De sleutel vanuit het perspectief van SMART is het beter kunnen begrijpen van NAND om het uithoudingsvermogen van MLC NAND op ondernemingsniveau te vergroten. De Optimus gaat echter een stap verder en zet de technische vaardigheden van SMART onder druk door gebruik te maken van een aangepaste firmware die bovenop een aangepaste controller is gebouwd, waardoor ze nog meer controle krijgen over de SSD als systeem. De resultaten zijn indrukwekkend voor een reguliere zakelijke SSD: uithoudingsvermogen van 10 volledige willekeurige schrijfbewerkingen per dag gedurende vijf jaar, samen met een aanhoudende lees-/schrijfdoorvoer tot 500 MB/s. De specificaties alleen vertellen echter niet het hele Optimus-verhaal. In de inleiding van deze recensie noemden we de Optimus al een mainstream enterprise SSD, die grotendeels gebaseerd is op het NAND-profiel. Dat kan echter een vergissing zijn. Hoewel de Optimus SLC-achtige uithoudingsvermogen kan bieden met MLC NAND, is hij ook in staat om SLC-achtige prestaties te presenteren, met MLC NAND. In sommige gevallen overtreft het zelfs SLC-drives, waar we hieronder meer op in zullen gaan.
De Optimus vormt een aanvulling op de andere zakelijke aanbiedingen van SMART die zijn ontworpen rond de SandForce-controller. SMART handhaaft de dubbele productlijn om tegemoet te komen aan de variërende werklastbehoeften en budgetten van de zakelijke koper. De Optimus-familie is zeker hun vlaggenschip, met een verscheidenheid aan aanbiedingen, afhankelijk van de duurzaamheidsbehoefte van de use case. De Optimus heeft een standaard 28% over provisioning (OP) en 10 drive-writes per dag (DWPD), waarbij stroomopwaarts de Optimus Ultra 71% OP en 25DWPD biedt en de Optimus Ultra+ 156% OP levert en 50 DWPD ondersteunt, allemaal met standaard MLC NAND.
De OP speelt een grote rol bij het uithoudingsvermogen, maar dat is niet de enige truc die SMART naar voren brengt. SMART heeft een reeks technologieën ontwikkeld die, wanneer ze aan elkaar worden gekoppeld, voldoen aan de Optimus-duurzaamheidsbehoeften, maar ook aan prestaties en gegevensbescherming. Over het algemeen vallen deze onder de Guardian Technology-paraplu die bestaat uit FlashGuard, DataGuard en EverGuard. Gezamenlijk biedt Guardian Technology niet alleen de uithoudings- en flashverwerkingsalgoritmen en -methodologie, maar omvat ook volledige gegevenspadbeveiliging en stroomuitvalbeveiliging. De Optimus biedt ook door bedrijven gevraagde functies zoals AES 256-bit encryptie, TGC enterprise compliance, T-10 DIF-ondersteuning en vijf jaar garantie. De Optimus wordt geleverd in 200 GB, 400 GB en 800 GB in de standaard 9.5 mm 2.5″ SAS-vormfactor. Een Optimus van 1.6 TB is ook verkrijgbaar met een schijfhoogte van 15 mm.
SMART Storage Systems Optimus SAS-specificaties
- Capaciteiten
- 200 GB – TXA2D20200GA6001
- 400 GB – TXA2D20400GA6001
- 800 GB – TXA2D20800GA6001
- 1.6 TB – TXA2D21600GA6001
- Aanhoudend lezen/schrijven: 500/500 MB/s
- 1GB/s aanhoudende brede leespoort
- Willekeurig lezen/schrijven 100K/50K IOPS
- 6Gb/s SAS-interface
- Interfacepoorten dubbel/breed
- Sectorgroottes: 512, 520, 528 byte
- Gegevensbetrouwbaarheid 1 onherstelbare fout op 1017 stukjes lezen
- Uithoudingsvermogen: 10 volledige schrijfbewerkingen op willekeurige schijven/dag
- Herstel stroomuitval: back-up stroomcircuits
- Gegevenspadbeveiliging: DataGuard, T-10 DIF
- Garantie 5 jaar
- Beveiliging TCG Enterprise-compatibel
- Versleuteling AES 256-bit
- Vermogen: actief (type) 7 W
- Schokken: 1000 g halve sinus, 0.5 msec, 3 schokken langs elke as, X, Y, Z, in elke richting
- Trilling: 2.17 g rms, 7-800 Hz
- Bedrijfstemperatuur: 0° C tot 70° C (intern)
- Opslagtemperatuur: -40° C tot 90° C
- Vochtigheid: 5% tot 95%, niet-condenserend, relatieve vochtigheid
- Hoogte: 5486.4 m [18,000 ft]
- Lengte 100.20 mm x breedte 69.85 mm x hoogte 9.50 mm (1.6 TB 15 mm)
Ontwerp en bouw
De SMART Storage Systems Optimus is een bedrijfsgerichte 9.5 mm SSD met een SAS-interface. In tegenstelling tot de meeste van zijn concurrenten, met uitzondering van de P300, die ook 9.5 mm is, volgt de Optimus deze kleinere vormfactor in plaats van de grotere 15 mm Z-hoogte (behalve de 1.6 TB Optimus die 15 mm is) die vaak wordt aangetroffen bij zakelijke flash- of spindelaandrijvingen. Dit geeft het het beste beentje voor, aangezien veel bedrijfsplatforms hun focus beginnen te verschuiven van traditionele 2.5-inch harde schijf-vormfactoren naar slankere SSD-georiënteerde ontwerpen.
De behuizing rond de Optimus is een CNC-gefreesde legering die perfect past in alle systemen waarin we hem hebben gemonteerd. Doordat hij CNC-gefreesd is, heeft het ook een voordeel als het gaat om de interne structuur, aangezien SMART de behuizing zo kan ontwerpen dat hij strak om printplaatcomponenten past om te fungeren als een enorme thermische geleider. De hele SSD heeft een behoorlijke hoeveelheid substantie in zijn gewicht, zonder zo zwaar te zijn als sommige van zijn 15 mm Z-hoge broeders.
Een vooraanzicht van de Optimus toont de SAS-interface, die compatibel is met twee poorten, geschikt is voor 6.0 Gb/s-connectiviteit. Vanaf de voorkant zijn geen servicepennen of extra connectoren zichtbaar; hoewel de achterkant een opening heeft die niet wordt gebruikt in het voorbeeld dat we kregen.
Het openen van de Optimus is vrij eenvoudig voor de meeste zakelijke SSD's. U verwijdert eenvoudig vier kruiskopschroeven van standaardformaat en scheidt de boven- en onderkappen. Binnenin vinden we een zorgvuldig machinaal bewerkte boven- en onderkant, die helpen warmte weg te trekken van belangrijke componenten zoals de NAND, stroomregelaars, condensatoren en controller.
De kern van de Optimus SSD van SMART Storage Systems is een aangepaste controller met geoptimaliseerde SMART-firmware in combinatie met SMART's Guardian-technologie. Deze combinatie drijft het 10DWPD-uithoudingsvermogen van MLC Toshiba NAND voor consumenten. Onze 512 GB onbewerkte, 400 GB bruikbare SSD bevatte Toshiba MLC Toggle NAND (TH58TEG8D2HBA8C) die we voor het laatst zagen in onze recensie van de consumentgerichte Corsair Performance Pro. Deze NAND wordt vervolgens in de cache opgeslagen met Micron RAM.
Achtergrond en vergelijkingen testen
Onze 400 GB SMART Storage Systems Optimus gebruikt een aangepaste controller en Toshiba MLC NAND met een SAS 6.0 Gb/s-interface. De vergelijkingen staan hieronder vermeld en omvatten uitsluitend op SLC gebaseerde schijven. Zoals hieronder duidelijk wordt, zou het opnemen van vergelijkbare MLC- of eMLC-bedrijfs-SSD's de schaal voor onze grafieken ver uit de pas hebben gegooid en de Optimus geen recht doen, aangezien het relevanter is om zijn prestaties te tonen tegen SLC-gebaseerde schijven.
Vergelijkingen voor deze beoordeling:
- Micron RealSSD P300 (100 GB, Micron 88SS9174-controller, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SATA)
- SanDisk LightningLB 406S (400 GB, Pliant PTHEMI2-1VO-controller, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 GB, Intel EW29AA31AA1-controller, Intel 25nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- Toshiba MKx001GRZB (400 GB, Marvell 88SS9032-controller, Toshiba 32nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
Alle enterprise-SSD's worden gebenchmarkt op ons enterprise-testplatform op basis van een Lenovo Think Server RD240. De ThinkServer RD240 is geconfigureerd met:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB cachegeheugen)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64-bits en CentOS 6.2 64-bits
- Intel 5500+ ICH10R-chipset
- Geheugen – 8 GB (2 x 4 GB) 1333 MHz DDR3 geregistreerde RDIMM's
- LSI 9211 SAS/SATA 6.0 Gb/s HBA
Enterprise synthetische werklastanalyse
Flash-prestaties variëren tijdens de voorbereidingsfase van elk opslagapparaat. Ons benchmarkproces voor bedrijfsopslag begint met een analyse van de manier waarop de schijf presteert tijdens een grondige voorbereidingsfase. Elk van de vergelijkbare schijven wordt veilig gewist met behulp van de tools van de leverancier, gepreconditioneerd tot steady-state met dezelfde werklast waarmee het apparaat wordt getest onder een zware belasting van 16 threads met een uitstekende wachtrij van 16 per thread, en vervolgens getest met vaste intervallen in meerdere draad-/wachtrijdiepteprofielen om de prestaties bij licht en zwaar gebruik te tonen.
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)
Onze Enterprise Synthetic Workload Analysis omvat vier profielen op basis van taken uit de echte wereld. Deze profielen zijn ontwikkeld om het gemakkelijker te maken om te vergelijken met onze eerdere benchmarks en met algemeen gepubliceerde waarden zoals max. 4K lees- en schrijfsnelheid en 8K 70/30, wat vaak wordt gebruikt voor zakelijke schijven. We hebben ook twee verouderde gemengde workloads opgenomen, de traditionele bestandsserver en webserver, die elk een brede mix van overdrachtsgroottes bieden.
- 4K
- 100% lezen of 100% schrijven
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% lezen, 30% schrijven
- 100% 8K
- file Server
- 80% lezen, 20% schrijven
- 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
- webserver
- 100% gelezen
- 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k
Beginnend met onze eerste preconditioneringswerklast met 100% 4K willekeurige activiteit, begint de SMART Optimus met een lagere burst-snelheid, vergelijkbaar met de Toshiba eSSD, maar naarmate de andere schijven snel afnemen, neemt de Optimus een indrukwekkende voorsprong op zijn SLC-concurrenten.
Door onze focus te verleggen naar latentie in onze preconditioneringsfase met volledige verzadiging, heeft de Optimus verreweg de snelste reactietijden gedurende onze 100% willekeurige 4K-workload.
Terwijl we de focus verleggen naar pieklatentie in de 4K-voorbereidingswerklast, behoudt de SMART Optimus de laagste maximale respons, wat zeer uniek is in vergelijking met andere MLC- of zelfs eMLC-producten.
Een andere kijk op het reactievermogen in de loop van de tijd in onze 4K-preconditioneringstest laat zien dat de Optimus zeer consistente responstijden behield gedurende de gehele duur van de test... de laagste van de hele groep.
Nadat het preconditioneringsproces was voltooid, kwam de SMART Optimus binnen met de hoogste gemiddelde 100% 4K willekeurige doorvoer in zowel lees- als schrijfactiviteit. Het meet 92,698 IOPS 4K willekeurig lezen en 34,778 IOPS 4K willekeurig schrijven, ruim boven de meeste schijven in beide categorieën.
Met zijn ongelooflijk snelle doorvoerprestaties bood de SMART Optimus ook de laagste gemiddelde latentie.
Door de piekresponstijden te vergelijken met onze 100% willekeurige 4K-test, had de SMART Optimus de beste piekresponstijden van de groep.
Bij het vergelijken van 4K willekeurige lees- en schrijfstandaarddeviatie, was de Optimus zeer consistent en leidde hij het pakket van enterprise SLC SSD's.
In onze eerste gemengde werkbelasting met een 8K-profiel met een spreiding van 70% lezen en 30% schrijven, leidde de SMART Optimus opnieuw het peloton in doorvoer; deze keer biedt het ook de hoogste burst-snelheden.
De gemiddelde latentie in onze 8K 70/30-workload liet zien dat de SMART Optimus rond de twee uur bijna stabiel was en ook de beste respons had.
Vergelijkbaar met de pieklatentie die we hebben gemeten in onze 100% 4K-workload, bood de SMART Optimus opnieuw enkele van de laagste piekresponstijden, alleen geëvenaard door de Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Door dieper in te duiken op de standaarddeviatie van de latentie, bood de SMART Optimus de meest consistente latentie gedurende de duur van onze 8K 70/30 preconditioneringstest.
Terwijl de 100% 4K-workload naar prestaties keek in slechts een belasting van 16T/16Q, laten onze gemengde workloads zien hoe de prestaties schalen over een bereik van 2T/2Q tot 16T/16Q. De nieuw op de markt gebrachte Optimus Enterprise SSD van SMART Storage Systems bood de hoogste prestaties die we tot nu toe hebben gezien in vergelijking met andere schijven in de SATA/SAS MLC-, eMLC- of SLC-ruimte.
Door onze focus te verleggen naar gemiddelde latentie, bood de Optimus verreweg de beste responstijden, met uitzondering van de lagere 2T/2Q- en 2T/4Q-belastingen waar de Hitachi SSD400S.B en Toshiba eSSD betere off-the-line prestaties boden.
Bij het vergelijken van piekresponstijden over het 8K 70/30-werklastspectrum bood de SMART Optimus de laagste maximale latentiecijfers, waarbij de Hitachi SSD400S.B het dichtst in de buurt kwam.
Door onze focus te verleggen naar latentiestandaarddeviatie, verloor de SMART Optimus een deel van zijn voordeel aan de Hitachi SSD400S.B, hoewel hij nog steeds op een zeer goede tweede plaats kwam.
De volgende werklast waar we naar kijken is ons File Server-profiel, dat een breed scala aan overdrachtsgroottes omvat, variërend van 512b tot 512K. In deze sectie glijdt de Optimus voor het eerst naar de tweede plaats onder de SanDisk Lightning LB 406S.
Als we de gemiddelde latentie in onze File Server-workload vergelijken, beginnen de prestaties van de Optimus na iets meer dan 2 uur af te vlakken, vergeleken met de SanDisk Lightning die na ongeveer 20 minuten in ons preconditioneringsproces een stabiele toestand bereikte.
Terwijl de SanDisk Lightning LB 406S de snelste doorvoer en de laagste gemiddelde latentie bood, kon de Optimus een iets lagere pieklatentie bieden gedurende het preconditioneringsproces.
Als we de standaarddeviatie van latentie in onze werklast van de bestandsserver vergelijken, terwijl de SMART Optimus iets lagere latentiepieken had, kwam de consistentie op de tweede plaats na de SanDisk LB 406S (en nauw geëvenaard door de Ultrastar SSD400S.B) die het beste uit de groep.
Terwijl onze preconditioneringsfase keek naar de werklast van de bestandsserver met een statische belasting van 16T/16Q, varieert het hoofdsegment van deze test tussen 2T/2Q en 16T/16Q om te laten zien hoe elke enterprise-SSD presteert met een minimale tot maximale verzadigingsbelasting. De SanDisk Lightning LB 406S bood de beste prestaties in deze categorie, met uitzondering van de 2T/2Q-belasting, met de SMART Optimus SSD op de hielen.
Als we de gemiddelde responstijden vergelijken, onderscheiden de SanDisk LB 406S en SMART Optimus zich van de rest met zeer lage responstijden, die de meeste kracht tonen bij zwaardere belasting.
Het vergelijken van de maximale latentie in verschillende belastingssegmenten van onze File Server-test toonde de SMART Optimus en Hitachi Ultrastar SSD400S.B met de laagste latentiepieken.
Door de latentie over de duur van elke test in onze standaarddeviatiemetingen nauwkeurig te bekijken, gleed de SMART Optimus naar de derde plaats, na de SanDisk Lightning LB 406S en de Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Onze laatste preconditioneringsworkload neemt de traditioneel 100% leesactiviteit Web Server-test en zet deze om naar 100% schrijven om elke SSD te preconditioneren. In dit segment had de SanDisk Lightning LB 406S een hoge doorvoer met de andere vergelijkbare apparaten, waaronder de Optimus die met veel lagere prestaties binnenkwam. Het enige punt van zorg dat in dit segment de kop opstak, was een grote prestatiedaling na meer dan drie uur in de test, waar de prestaties scherp daalden voordat ze herstelden.
Bij het overschakelen naar gemiddelde latentie in onze 100% schrijf-webserver-preconditioneringstest, kwam de SMART Optimus op de tweede plaats na de SanDisk Lightning, hoewel hij halverwege de test één enorme latentie-blip vertoonde.
Als we de maximale responstijden vergelijken, gedroeg de SMART Optimus zich redelijk goed gedurende de preconditioneringsfase, met een meetwaarde van minder dan 250 ms voor het grootste deel van de test. De enige enorme piek die hij had, was 54,689 ms toen hij bevroor in een fase van onze test.
De standaarddeviatie van de latentie was uitstekend, behalve de piek, voor de Optimus in onze preconditioneringstest van de webserver.
Voor de rest van onze webservertest schakelen we terug naar 100% leesactiviteit (terwijl de preconditionering 100% schrijfactiviteit was). In deze test bood de SMART Optimus SSD, met uitzondering van de laagste 2T/2Q- en 2T/4Q-belastingen, de hoogste doorvoer, gevolgd door de Toshiba MKx001GRZB.
De gemiddelde responstijden voor de SMART Optimus waren geweldig in het 100% gelezen segment van ons webserverprofiel, waar het de SLC SSD-groep domineerde.
Hoewel de piekresponstijden in de preconditioneringsfase van het webserverprofiel beter hadden gekund voor de SMART Optimus, werd er een nieuwe weg ingeslagen in het 100% leessegment waar het op de tweede plaats kwam na de Hitachi SSD400S.B met de laagste latentiepieken.
Omdat 100% leesactiviteit een zeer lage impact heeft voor de SLC-gebaseerde schijven die we hebben getest, met uitzondering van de SATA-gebaseerde Micron RealSSD P300 bij hogere belastingen dan QD32, vertoonde elke schijf in deze groep een uitzonderlijk consistente standaarddeviatie. In de loop van de test had de Toshiba eSSD een lichte voorsprong op de Optimus, hoewel niet veel.
Conclusie
De SMART Storage Systems Optimus is nogal het debuut voor een bedrijf dat tot nu toe naam heeft gemaakt met door SandForce aangedreven SSD's die soms vanuit een prestatieperspectief kunnen worden weggevaagd in een markt met steeds meer concurrentie. Om te slagen, moeten SSD-leveranciers zich onderscheiden met unieke IP of engineering, en dat is precies wat SMART hier heeft gedaan. Hoewel ze geen NAND-fab hebben, zijn ze erin geslaagd om hun eigen firmware te creëren die is opgebouwd rond een aangepaste controller en eigen methoden voor het omgaan met en adresseren van de NAND, waardoor ze met de Optimus een enorm uithoudingsvermogen en prestaties kunnen leveren.
Om eerlijk te zijn met de intuïtieve op MLC en eMLC gebaseerde vergelijkbare SSD's, hebben we de composities voor deze beoordeling aangepast zodat ze alleen SLC zijn. En terecht, de Optimus verslaat zowat elke SATA- of SAS-schijf die we tot nu toe in het lab hebben gehad. Volledige openheid, sommige van de SLC-drives die we hebben vergeleken, zijn al jaren op de markt, maar dat neemt niet weg dat ze het toonaangevende zakelijke aanbod zijn van grote bedrijven die worden opgejaagd door de Optimus. De Optimus doet het goed in onze benchmarks en bekleedt de topposities in onze 4K-, 8K 70/30- en webserver-workloads. Op gebieden zoals de 8K 70/30-workload zijn de prestaties aanzienlijk hoger dan die van concurrerende SLC-modellen, inclusief betere gemiddelde en pieklatentie.
De Optimus is echter niet zonder gebreken, waar we een vrij grote piek in latentie zagen tijdens een van onze preconditioneringsruns waarbij de schijf bijna 55 seconden pauzeerde. Deze activiteit werd in geen enkele andere test herhaald en had ook geen invloed op de laatste 100% leesactiviteit die volgde op de preconditioneringsfase. Voor zo'n nieuw aanbod op de markt als de eerste die MLC NAND voor consumenten echt naar prestatie- en uithoudingsvermogensniveaus duwde die de SLC-concurrentie kon evenaren, was het geen grote verrassing om een paar blips in prestaties te zien. We zouden verwachten dat de meeste van deze resterende problemen worden opgelost in toekomstige firmwarerevisies, of zelfs niet verschijnen in de meeste installaties die de schijven niet zo hard belasten als wij.
VOORDELEN
- Zeer capabele firmware-/softwarestack die een MLC-schijf verder duwt dan SLC-concurrenten
- Extreem snel, toonaangevend op het gebied van zakelijke aanbiedingen in bijna alle categorieën
- Uitstekend ontwerp dat geweldige thermische prestaties levert in een compacte vormfactor van 9.5 mm
NADELEN
- Grote latentiepauze gevonden in onze webserver-preconditioneringstest
Tot slot
De SMART Storage Systems Optimus biedt een uithoudingsvermogen van 10 volledige schrijfbewerkingen per dag gedurende de gegarandeerde levensduur van vijf jaar. Solide uithoudingsvermogen van een MLC-gebaseerde schijf zeker, maar nog indrukwekkender zijn de SLC-verslaande prestaties die de Optimus biedt, waarmee hij topposities inneemt in meer dan de helft van onze benchmarks.
