De STEC s840 is een 6Gb/s SAS SSD gericht op het krachtige zakelijke marktsegment. De s840 beschikt over een volledig ontworpen en ontwikkelde in-house controller en firmware-stack gecombineerd met MLC NAND in een 15 mm, 2.5-inch vormfactor. Hij wordt geleverd met een capaciteit van 200 GB, 400 GB en 800 GB en biedt een aanhoudende leesdoorvoer tot 529 MB/s, schrijf- en doorvoer van 453 MB/s en maximale lees-IOPS van 118,000. Zoals bij de meeste zakelijke SSD's, gaat het bij STEC echter om meer dan alleen pure prestaties; STEC heeft een robuust portfolio van intellectueel eigendom dat hen bepaalde voordelen geeft op het gebied van SSD-ontwerp, samen met een erfgoed dat gaat terug tot 1994.
De STEC s840 is een 6Gb/s SAS SSD gericht op het krachtige zakelijke marktsegment. De s840 beschikt over een volledig ontworpen en ontwikkelde in-house controller en firmware-stack gecombineerd met MLC NAND in een 15 mm, 2.5-inch vormfactor. Hij wordt geleverd met een capaciteit van 200 GB, 400 GB en 800 GB en biedt een aanhoudende leesdoorvoer tot 529 MB/s, schrijf- en doorvoer van 453 MB/s en maximale lees-IOPS van 118,000. Zoals bij de meeste zakelijke SSD's, gaat het bij STEC echter om meer dan alleen pure prestaties; STEC heeft een robuust portfolio van intellectueel eigendom dat hen bepaalde voordelen geeft op het gebied van SSD-ontwerp, samen met een erfgoed dat gaat terug tot 1994.
Het stamboom- en IP-portfolio kan niet worden onderschat wanneer we flash-technologieën evalueren. Ze zijn de belangrijkste onderscheidende factor in een markt die de neiging heeft gevuld te zijn met veel lawaai, imitators en op basis van grondstoffen gebaseerde producten. Gewoon in de buurt zijn en militaire en gespecialiseerde markten bedienen sinds 1994 is op het eerste gezicht echter niet goed genoeg, er moet meer zijn. STEC heeft echter meer, wat de belangrijkste drijfveer is achter de waardepropositie van het bedrijf en wordt benadrukt door het feit dat ze hun eigen controller ontwerpen en produceren, wat een enorm technisch voordeel is. Dit voordeel wordt sterker naarmate fabrikanten overstappen op het gebruik van NAND-formaten met kleinere geometrie, waarbij het erg belangrijk is om hardware en firmware van de controller te hebben die kunnen omgaan met de NAND-imperfecties die erger worden door elke verandering van matrijs.
Het gebruik van MLC NAND in een krachtige enterprise-SSD is geen vreemd concept, maar dit betekent dat de leverancier de NAND moet begrijpen en beheren om het vereiste uithoudingsvermogen uit de schijf te halen. STEC noemt hun uithoudingstechnologie Cell Care, die samengaat met Advanced Flash Management om zowel de duurzaamheidsclaims als consistente en voorspelbare stabiele prestaties gedurende de levensduur van de SSD waar te maken. STEC biedt volledige bescherming van gegevenspaden om de veiligheid van gegevens tijdens de vlucht te garanderen, evenals PowerSafe, een ingebouwde condensator die gegevensverlies voorkomt in geval van stroomuitval. De STEC-implementatie van de condensatoren is ook uniek, omdat ze zich in een module bevinden die ter plekke kan worden onderhouden in het geval dat de condensatoren ooit moeten worden vervangen zonder de behuizing te openen. Ten slotte biedt STEC in het overzicht van de technische suite SAFE-technologie, een andere beveiligingsfunctie die is ontworpen om gegevens te beschermen in het geval van een storing.
Al deze technologieën en de migratie naar MLC NAND betekenen dat de klant een behoorlijk aantrekkelijk TCO-beeld krijgt over de verwachte gebruiksduur van de schijf. STEC citeert uithoudingscijfers van 10 volledige willekeurige schrijfbewerkingen per dag, zonder de extra kosten van SLC-NAND die over het algemeen nodig zijn om die cijfers te halen.
De STEC flash line-up is de laatste tijd enigszins aangepast, dus het is de moeite waard om een overzicht te geven van het huidige aanbod om beter te begrijpen waar de schijven in passen. Zoals opgemerkt, gebruikt de STEC s840 een dual-port SAS-interface en is gericht op high-performance toepassingen en databasebehoeften met gebruiksprofielen voor zware gemengde werklasten. STEC biedt ook de s620 aan, een instap-enterprise SATA SSD die is ontworpen voor grotendeels leesintensief gebruik. Voor een hogere prestatieverbetering verkoopt STEC een PCIe-toepassingsversneller, de s1100, ontworpen voor hoge IO-toepassingen, databases, caching en andere taken. Last but not least heeft STEC EnhanceIO SSD Cache Software, een flash-onafhankelijke caching-software.
STEC s840 SSD-specificaties
- Capaciteiten
- 200 GB – S840E200M2S
- 400 GB – S840E400M2S
- 800 GB – S842E800M2S
- SAS-interface met twee poorten
- Sectorgrootte: 512b
- Toshiba MLC NAND
- STEC 24950-15555-XC1-controller
- Prestatie
- Aanhoudende leesdoorvoer: tot 529 MB/s
- Aanhoudende schrijfdoorvoer: tot 453 MB/s
- Max. 100% lees-IOPS: tot 118,000
- Max. 100% schrijf-IOPS: tot 62,500
- Max 100% willekeurig gelezen IOPS: 93,000 (8K)
- Max. 100% willekeurige schrijf-IOPS: 19,500 (8K)
- Willekeurig 70% lezen/30% schrijven IOPS: 37,800 (8K)
- Vormfactor: 2.5 inch
- Stroomverbruik: 6.87 W 100% lezen
- Uithoudingsvermogen: 10 volledige willekeurige schrijfbewerkingen per dag
- Gegevensbetrouwbaarheid: 1 onherstelbare fout op 1017 stukjes lezen
- Afmetingen: 100.2 mm (L) x 69.8 mm (B) x 15.0 mm (H)
- Gewicht: <0.4 kg
- Bedrijfstemperatuur: 0° tot 60°C (commercieel)
- Garantie: 5 Years
Ontwerp en bouw
De STEC s840 is een SSD van 15 mm met een SAS-interface en een vormfactor van 2.5 inch. Deze grotere z-hoogte wordt vaak gezien bij hoogwaardige SSD's voor ondernemingen met een hoge capaciteit, met uitzondering van enkele die 9.5 mm zijn.
De interface op de STEC s840 is een SAS-verbinding met twee poorten, die vaak wordt aangetroffen op high-end enterprise SSD's. Het voordeel van SAS is dat het ingebouwde failover-mogelijkheden biedt, waardoor installaties met een hoge beschikbaarheid mogelijk zijn, evenals een wide-port-modus die de prestaties in bepaalde situaties verbetert. SAS biedt ook een veel hogere wachtrij voor I/O-verzoeken, wat de latentie tijdens intensieve workloads kan helpen verminderen.
De behuizing rond de STEC s840 is van een metaallegering, met een unieke eigenschap die we bij geen enkele andere SSD hebben gezien. Met als doel de s840 zo onderhoudsvriendelijk mogelijk te maken wanneer hij in het veld wordt geïnstalleerd, heeft STEC de powerback-up zo ontworpen dat deze gemakkelijk kan worden vervangen zonder de bovenklep van de SSD te verwijderen. Gebruikers verwijderen één schroef uit de onderkant van de behuizing en schuiven het power pack naar buiten om het te vervangen. STEC vertelde ons dat hoewel de module gemakkelijk te repareren is als hij eenmaal in gebruik is, ze zelden klanten vinden die dit doen omdat STEC het zo heeft ontworpen dat storingen van de voedingsmodule worden beperkt.
Als we de bovenklep van de STEC s840 verwijderen, vinden we de onderkant van de printplaat, waar de DRAM-cache en de PowerSafe-condensatoreenheid te zien zijn. Deze kant van de SSD bevat geen thermisch kussen, maar zit ingeklemd tussen de printplaat en de onderkant van de behuizing.
Een van de grote voordelen van de STEC s840 is de controller. STEC ontwierp en codeerde de controller in eigen beheer, in plaats van deze van een derde partij te betrekken. Dit leidt tot een betere integratie tussen componenten en geeft STEC voordelen op het gebied van betrouwbaarheid en ondersteuning, aangezien alle controller- en softwarestackkennis en IP in eigen beheer zijn.
De bovenkant van de STEC s840-printplaat bevat tien Toshiba MLC NAND-stukken, de STEC-controller en een stuk Micron DRAM. Het 800 GB-model gebruikt 64 GB NAND-stukken, waardoor het een totale RAW-capaciteit heeft van 1 TB en een over-provisioning-niveau van 28%.
De onderkant van de printplaat bevat zes Toshiba MLC NAND-stukken, twee extra stukken Micron DRAM en de PowerSafe-connector.
Achtergrond en vergelijkingen testen
Onze 800 GB STEC s840 testschijven gebruiken een STEC 24950-15555-XC1-controller en Toshiba MLC NAND met een SAS 6.0Gb/s-interface. De vergelijkingen staan hieronder vermeld en omvatten zowel traditionele SLC-gebaseerde SAS-prestatieschijven als de SMART Optimus, een MLC SAS-aanbod met SLC-achtige prestaties en uithoudingsvermogen.
Vergelijkingen voor deze beoordeling:
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 GB, Intel EW29AA31AA1-controller, Intel 25nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- SanDisk LightningLB 406S (400 GB, Pliant PTHEMI2-1VO-controller, Micron 34nm SLC NAND, 6.0 Gb/s SAS)
- SLIM Optimus (400 GB, controller van derden, Toshiba MLC 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 werkbelasting 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
In onze eerste test passen we een 100% 4K willekeurig schrijfpatroon toe met een belasting van 16 threads en 16 wachtrij. Kijkend naar de totale doorvoer, komt de STEC s840 in de buurt van de basis van het pakket met een gemiddelde stationaire snelheid van ongeveer 16,000 IOPS-schrijven, die ongeveer 60 minuten na de test werd bereikt.
De STEC s840 vlakte af met een gemiddelde latentie van 14-16 ms zodra hij stabiel was, met een van de interessantere patronen van de schijven die we hebben getest.
Zelfs met zijn op MLC gebaseerde ontwerp bood de STEC s840 maximale reactietijden die lager waren dan de meeste schijven in deze categorie, en bleef hij onder de 100 ms zodra hij stabiel was.
Verder duikend in de latentiestatistieken tijdens onze 4K willekeurige schrijftest, scoorde de standaarddeviatie van de latentie op de s840 zeer goed in de richting van de top van het pakket.
Na het afronden van het preconditioneringssegment van onze test hebben we langere samples gemeten van zowel 100% 4K random lees- als schrijfprestaties van de STEC s840. In single-port-modus hebben we de maximale 4K-doorvoer gemeten van 86,171 IOPS lezen en 16,572 IOPS schrijven.
De gemiddelde latentie over de duur van onze 4K-leestest bedroeg 2.97 ms, terwijl de schrijflatentie 15.44 ms bedroeg met een effectieve wachtrijdiepte van 256.
De STEC s840 had de laagste 4K leespiekresponstijd van 15 ms, met een maximale schrijflatentie van 97.7 ms.
Omdat consistente latentie de sleutel is in enterprise-SSD's, kwam de STEC s840 in de buurt van het midden van het SLC-SSD-pakket in zowel de standaarddeviatie van de lees- als de schrijflatentie.
In onze eerste gemengde werkbelasting met een 8K-profiel 70/30% lees-/schrijfspreiding, kwam de STEC s840 op de tweede plaats achter de SMART Optimus. Na het bereiken van een stabiele toestand na ongeveer 80 minuten, werden de prestaties gemeten tussen 37,000-42,000 IOPS.
Met een effectieve wachtrijdiepte van 256 hield de STEC s840 de gemiddelde latentie onder controle, met responstijden van iets minder dan 7 ms.
Door over te schakelen naar piekresponstijden, hield de op MLC gebaseerde STEC s840 zijn maximale tijden onder de 50 ms zodra hij de stabiele toestand bereikte.
De STEC s840 ging dieper in op latentiestandaarddeviatie en bood de beste latentie in zijn klasse met de meest consistente prestaties van de groep in ons 8K 70/30 preconditioneringssegment.
Vergeleken met de vaste werklast van 16 threads en max. 16 wachtrijen die we hebben uitgevoerd in de 100% 4K-schrijftest, schalen onze gemengde werklastprofielen de prestaties over een breed scala aan thread/wachtrij-combinaties. In deze tests variëren we de werklastintensiteit van 2 threads en 2 wachtrijen tot 16 threads en 16 wachtrijen. In de uitgebreide 8K 70/30-test toonde de STEC s840 ongelooflijk sterke prestaties in het grootste deel van de belastingsbereiken; wordt alleen overtroffen bij de hoogste effectieve wachtrijdieptes. Aangezien de meeste activiteit in zakelijke omstandigheden plaatsvindt onder volledige verzadiging, zou de STEC s840 hoogstwaarschijnlijk de beste prestaties leveren in een normale productieomgeving met 8K-workloads.
De STEC s840 biedt probleemloos de snelste gemiddelde latentie van het grootste deel van de 8K 70/30-test, en wordt alleen overtroffen door de SMART Optimus bij de hoogste effectieve wachtrijdiepteniveaus.
Door piekresponstijden te vergelijken over het brede scala aan belastingen, van een effectieve wachtrijdiepte van 4 tot 256, komt de STEC s840 aan de top van het peloton met de laagste tijden. De s840 bleef de hele test onder de 50 ms, waarvan het grootste deel onder de 40 ms.
De standaardafwijking van de latentie in onze 8K 70/30-test bleef consistent over de gehele spreiding van wachtrijdieptes en werd slechts met een kleine marge overtroffen door de Hitachi SSD400S.B.
De volgende werklast is ons File Server-profiel, dat een breed scala aan overdrachtsgroottes dekt, variërend van 512b tot 512K. In dit gedeelte behoudt de STEC s840 nog steeds zijn plek aan de top van het peloton, naast de SMART Optimus en SanDisk Lightning.
Na 100-120 minuten in de preconditioneringsfase een stabiele toestand te hebben bereikt, behaalde de STEC s840 een gemiddelde responstijd van 11-13 ms over het resterende deel van de test.
Het vergelijken van maximale latentie in de preconditioneringstest van de bestandsserver wordt enigszins verwarrend, waarbij elke SSD 50 ms van elkaar meet. Als we echter naar de prestaties van de STEC s840 kijken, kwam deze binnen met een van de lagere piekresponstijden in elk interval, met een lengte van iets meer dan 75 ms. De beste in deze categorie was rond de 60 ms, de slechtste rond de 150 ms of meer.
Als we de latentiestandaarddeviatie in de preconditioneringsfase van onze File Server-test vergelijken, kwam de STEC s840 bijna overeen met de SMART Optimus, die beide op de tweede plaats staan in vergelijking met de SanDisk Lightning.
Nadat we de preconditioneringsfase van onze File Server-test hadden voltooid, hebben we de prestaties van elke SSD gemeten bij een belasting tussen 2T/2Q en 16T/16Q. Vergelijkbaar met de snelheid die we opmerkten in de 8K 70/30-test, bood de STEC s840 de hoogste prestaties in deze klasse bij de laagste effectieve wachtrijdieptes. Toen de wachtrijdiepte in elk segment een hoogtepunt bereikte, werd deze overtroffen door de SanDisk Lightning, maar stond hij nog steeds aan de top van de klas wat betreft algehele prestaties.
Overschakelend naar een blik op gemiddelde latentie, presteerde de STEC s840 nek aan nek met zowel de SMART Optimus als SanDisk Lightning.
Over elke belasting in onze File Server-test kwam de STEC s840 in het midden van het peloton binnen het bereik van effectieve wachtrijdieptes, met maximale responstijden die onder de 50 ms bleven voor de meeste belastingen, oplopend tot net onder 100 ms bij de hoogste wachtrijdieptes.
Met de grote spreiding van overdrachtsformaten werkt elke SSD harder om de prestaties te behouden. In deze test presteerde de STEC s840 met de snelste op SLC gebaseerde SSD's en hield hij de latentie consistenter dan de SMART Optimus, die ook MLC NAND gebruikt in zijn krachtige configuratie.
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 s840 die met veel lagere prestaties binnenkwam.
Met de 100% schrijfvoorconditioneringswerklast bij een effectieve wachtrijdiepte van 256, handhaafde de STEC s840 een gemiddelde latentie van ongeveer 40 ms zodra hij stabiel was.
Gedurende het gehele preconditioneringsproces in onze webserver-workload behield de STEC s840 zijn maximale responstijden tussen 150-200 ms, wat in hetzelfde bereik ligt als veel van de best presterende SLC-gebaseerde SSD's.
Door onze focus te verleggen van pieklatentie naar algehele latentieconsistentie, bood de STEC s840 de laagste standaarddeviatie in de 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 STEC s840 opnieuw de hoogste prestatie in de groep bij de lagere effectieve wachtrijdieptebereiken, alleen werd hij overtroffen op de hoogste niveaus.
Gemiddelde latentie in ons webserverprofiel dat op de STEC s840 werd uitgevoerd, toonde aan dat het een kleine voorsprong bood op de vergelijkbare SLC-klasse enterprise-SSD's in alle behalve de hoogste effectieve wachtrijdiepteniveaus.
Piekresponstijden in het 100% gelezen gedeelte van de webservertest van de STEC s840 gemeten onder 50 ms over de alles behalve de hoogste werklast. Hij presteerde aan de top van zijn klasse, nek aan nek met de Hitachi SSD400S.B.
Als we de latentie in onze standaarddeviatie-sectie van de webserver-test nader bekijken, bleek dat de STEC s840 op de meeste gebieden de leiding nam, behalve de hoogste effectieve wachtrijdiepte.
Conclusie
De STEC s840 SSD richt zich resoluut op de reguliere en prestatiegerichte zakelijke markten, maar biedt een betere waardepropositie dan de toonaangevende SLC NAND-alternatieven. Door gebruik te maken van MLC NAND en hun eigen controller te bezitten, is STEC in staat om zowel de rijprestaties als het uithoudingsvermogen te stimuleren, terwijl het een indrukwekkend waardevoorstel kan bieden. STEC heeft ook een ondersteunings- en engineeringvoordeel door een interne controller te gebruiken en het totale pakket wordt verder versterkt door een robuust IP-portfolio dat al bijna 20 jaar actief is in de flashopslagbranche.
Zoals we in onze prestatieresultaten zagen, doet de s840 het over de hele linie erg goed, zelfs vergeleken met voornamelijk op SLC gebaseerde schijven. De schijf deed het vooral goed bij gemengde werklasten, waar hij een aanzienlijk voordeel bood bij lagere effectieve wachtrijdieptes, waar andere schijven meer openstaande verzoeken nodig hadden om topprestaties te bereiken. Zelfs door gebruik te maken van MLC NAND, was STEC in staat om te heersen in piekresponstijden en een uitstekende latentiestandaarddeviatie te behouden die vele malen wedijverde met die van zijn op SLC gebaseerde concurrenten. Deze sterke punten waren het meest merkbaar bij werklasten met een grote spreiding van overdrachtsgroottes; zoals onze webserver- en bestandsserverprofielen.
STEC is de tweede fabrikant in de afgelopen maanden die een op MLC gebaseerde aandrijving aanbiedt die hoge prestaties en een hoog uithoudingsvermogen biedt in een ruimte gevuld met op SLC gebaseerde producten. Terwijl zakelijke kopers blijven zoeken naar manieren om kosten te besparen, zullen fabrikanten die gebruik kunnen maken van uitgebreide IP in de SSD-ruimte om producten aan te bieden die de prestatiegrenzen blijven verleggen en tegelijkertijd de kosten verlagen, een voorsprong hebben op deze markt.
VOORDELEN
- Hoogste prestaties over een breed scala aan thread-/wachtrijniveaus in veel van onze gemengde workloads
- Lage maximale latentie en grote latentiestandaarddeviatie in alle workloads
- Maakt gebruik van interne controller om SLC-achtige prestaties en uithoudingsvermogen van MLC NAND te stimuleren
NADELEN
- Niet aangeboden in densiteit die de vormfactor van 9.5 mm maximaliseert
Tot slot
De STEC s840 6Gb/s SAS enterprise SSD biedt toonaangevende prestaties in veel van onze workloads in real-world omstandigheden; op thread- en wachtrijniveaus onder volledige verzadiging. Zelfs met zijn hoge I/O-prestaties handhaaft het nog steeds een uitzonderlijk lage pieklatentie bij hoge effectieve wachtrijdieptes met een zeer lage standaarddeviatie, wat de kracht van een SLC-gebaseerde SSD aantoont, zelfs met gewone NAND.
