De Toshiba PX02SS is een 2.5-inch enterprise SSD die is ontworpen voor transactie-intensieve workloads, waaronder OLTP-databasetoepassingen, en beschikt over een dual-port 12Gb/s SAS3-interface. De PX02SS is verkrijgbaar met een capaciteit van 100 GB, 200 GB, 400 GB en 800 GB en biedt opmerkelijk schrijfduurzaamheid in zijn klasse dankzij een overbevoorrading van Toshiba 24nm eMLC-architectuur. De Toshiba PX02SS is gespecificeerd voor 5.48 PB totale bytes geschreven voor de 100 GB editie tot 43.8 PB TBW voor de 800 GB SSD.
De Toshiba PX02SS is een 2.5-inch enterprise SSD die is ontworpen voor transactie-intensieve workloads, waaronder OLTP-databasetoepassingen, en beschikt over een dual-port 12Gb/s SAS3-interface. De PX02SS is verkrijgbaar met een capaciteit van 100 GB, 200 GB, 400 GB en 800 GB en biedt opmerkelijk schrijfduurzaamheid in zijn klasse dankzij een overbevoorrading van Toshiba 24nm eMLC-architectuur. De Toshiba PX02SS is gespecificeerd voor 5.48 PB totale bytes geschreven voor de 100 GB editie tot 43.8 PB TBW voor de 800 GB SSD.
In 2013 debuteerde Toshiba met een reeks nieuwe SSD-aanbiedingen en werd vervolgens in 2014 ingehuldigd door afronding van de overname van OCZ Technology, een van de vele fabrikanten die Toshiba's NAND-geheugen in hun schijven gebruiken. Het patroon is duidelijk: Toshiba vergroot zijn bereik als volwaardige SSD-fabrikant. Samen met de Toshiba PX02SM die we onlangs ook hebben getest, maakt de PX02SS deel uit van Toshiba's nieuwe PX-serie van 12Gb/s SAS3 enterprise SSD's die een aantal functionaliteiten en ontwerp delen in de serie.
Net als de PX02SM is de PX02SS beschikbaar als standaardschijf of met zelfversleutelende technologie, en beschikt over Toshiba's viervoudige swing-by-code gelaagde ECC-foutcorrectie en bescherming tegen stroomuitval. De belangrijkste verschillen tussen de twee zijn grotendeels gerelateerd aan uithoudingsvermogen; de SS is simpelweg ontworpen voor meer schrijfintensieve workloads. Met een capaciteit van 800 GB aan de bovenkant kan de SS bijna 44 TBW aan. De SM daarentegen geeft het uithoudingsvermogen op en is ontworpen voor meer gebalanceerde workloads en kan daardoor een capaciteit van 1.6 TB bereiken. Beide SSD's hebben een garantie van vijf jaar.
Onze recensie van de PX02SS bevat vier schijven met een capaciteit van 400 GB.
Toshiba PX02SS-specificaties
- Capaciteiten (standaardmodel, beveiligingsmodel)
- 100GB (PX02SSF010, PX02SSU010)
- 200GB (PX02SSF020, PX02SSU020)
- 400GB (PX02SSF040, PX02SSU040)
- 800GB (PX02SSB080, PX02SSQ080)
- NAND-technologie: 24nm eMLC
- Schijfinterface: SAS 12 Gb/sec, dubbele poort
- Sectorgrootte: 512B, 520B, 528B, 4096B, 4104B, 4160B en 4224B
- Prestatie
- 4KiB willekeurig gelezen (aanhoudend): 130,000 IOPS
- 4KiB willekeurig schrijven (aanhoudend): 42,000 IOPS
- 4KiB willekeurig 70/30 lezen/schrijven (aanhoudend): 80,000 IOPS
- 64KiB sequentieel lezen (aanhoudend):
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 1,100 MiB/s (standaardmodel), 910 MiB/s (beveiligingsmodel)
- 800GB: 1,060MiB/s (standaardmodel), 910MiB/s (beveiligingsmodel)
- 64KiB sequentieel schrijven (aanhoudend): 410 MiB/s
- Spanning: 5V (+/- 5%), 12V (+/- 5%)
- Energieverbruik:
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 2.7 W typ.
- 800 GB: 3.6 W typ.
- Energieverbruik Efficiëntie:
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 19,500 IOPS/W
- 800 GB: 24,400 IOPS/W
- Afmetingen (B)x(D)x(H)
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 69.85 mm x 100.45 mm x 7.0 mm
- 800 GB: 69.85 mm x 100.45 mm x 15.0 mm
- Gewicht:
- 100 GB, 200 GB, 400 GB: 70 g (max)
- 800 GB: 170 g (maximaal)
- Temp – In bedrijf: 0° tot 55°C
- Temp – niet in bedrijf: -40° tot 70°C
- Trillingen - In bedrijf: 21.27 m/s²
- Trillingen - niet in bedrijf: 159.74 m/s²
- Schokken – in bedrijf: 9,800 m/s² (1,000G 0.5 ms, ½ sinus)
- Schokken – niet in bedrijf: 9,800 m/s² (1,000G 0.5 ms, ½ sinus)
- Vermogensverliesbeveiliging
- Productlevensduur: 5 jaar of de maximale totale geschreven bytes (TBW) per modelcapaciteit
- 100 GB: 5.475 PB TBW
- 200 GB: 10.95 PB TBW
- 400 GB: 21.9 PB TBW
- 800 GB: 43.8 PB TBW
Ontwerp en bouw
Veel van de nieuwe zakelijke SSD's van Toshiba gebruiken een z-hoogte van 7 mm in plaats van 15 mm, wat de dominante vormfactor blijft onder zijn concurrenten. De PX02SS gebruikt een 2.5-inch, 7 mm gestempelde aluminium behuizing voor elke capaciteit behalve het 800 GB-model, dat een chassis van 15 mm gebruikt.
De PX02SS gebruikt een dual-port 12Gb/s SAS3-interface die over het algemeen achterwaarts compatibel is met 6Gb/s SAS2-backplanes, hoewel Toshiba in het geval van de PX02SS enigszins afwijkt van de SAS2-specificatie. In ons geval ontdekten we dat onze Lenovo ThinkServer, die compatibel is met het SAS2-protocol met betrekking tot de Power Disable-functie, de PX02SS SSD niet zou inschakelen. De PX02SS SSD is ontworpen voor SAS3-systemen en andere niet volledig compatibele SAS2-servers die de Power Disable-verbinding open laten. De remedie voor het gebruik van de PX02SS in scenario's met volledig compatibele SAS2-hardware is het kiezen van een speciale versie van de SSD die dat verschil kan omzeilen, of door handmatig een weerstand van de SSD af te snijden en te verwijderen om ervoor te zorgen dat het Power Disable-circuit niet wordt gedetecteerd.
Binnenin zit een Marvell co-branded TC58NC9036GTC SAS 12Gb/s-compatibele controller, dezelfde als de PX02SM. Ons testmodel van 400 GB heeft ook 16 24nm eMLC Toshiba NAND-chippakketten.
Achtergrond en vergelijkingen testen
De PX02SS maakt gebruik van een Marvell TC58NC9036GTC-controller en 24nm Toshiba eMLC NAND met een interface die SAS 12Gb/s ondersteunt. Het StorageReview Enterprise Test Lab gebruikt een Supermicro SuperStorage Server 2027R-AR24NV als ons SAS3-testbed, met:
- 2 x Intel Xeon E5-2687 v2 (3.4 GHz, 25 MB cache, 2 kernen)
- Intel C602-chipset
- Geheugen – 256GB (16 x 16GB) 1333Mhz Micron DDR3 geregistreerde RDIMM's
- Windows Server 2012 Standaard – 100 GB Micron RealSSD P400e Opstart SSD
- 3 x Supermicro SAS3 HBA's (LSI SAS 3008-controllers)
- 100 GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 opstart
- 200 GB Micron P400m Windows Server 2012-opstart
- 100 GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 boot (Sysbench) met Micron M500 960 GB voor databaseopslag
- Mellanox ConnectX-3 Dual-Port VPI PCIe 3.0-adapter
Om een idee te krijgen van hoe de PX02SS zich verhoudt tot andere eMLC SSD's die momenteel beschikbaar zijn met een 12Gb/s SAS-interface, zullen we de resultaten van onze PX02SS-tests in kaart brengen naast die van 400GB en 800GB edities van de Toshiba PX02SM en HGST's SSD800MM:
- Hitachi SSD800MH (400 GB, Intel co-branded DB29AA11B0-controller, Intel 25nm MLC NAND, 12.0 Gb/s SAS)
- Toshiba PX02SM (400 GB, Marvell co-branded TC58NC9036GTC-controller, Toshiba 24nm eMLC NAND, 12Gb/s SAS)
- Toshiba PX02SM (800 GB, Marvell co-branded TC58NC9036GTC-controller, Toshiba 24nm eMLC NAND, 12Gb/s SAS)
Analyse van applicatieprestaties
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 drie benchmarks van de Toshiba PX02SS zijn dan ook de MarkLogic NoSQL-databaseopslagbenchmark, MySQL OLTP-prestaties via SysBench en Microsoft SQL Server OLTP-prestaties met een gesimuleerde TCP-C-workload.
Onze MarkLogic NoSQL Database-omgeving vereist groepen van vier SSD's met een bruikbare capaciteit van minimaal 200 GB, aangezien de NoSQL-database ongeveer 650 GB aan ruimte nodig heeft voor de vier databaseknooppunten. Ons protocol gebruikt een SCST-host en presenteert elke SSD in JBOD, met één toegewezen per databaseknooppunt. De test herhaalt zich over 24 intervallen, waarbij in totaal tussen de 30 en 36 uur nodig is voor de SSD's in deze klasse. MarkLogic registreert de totale gemiddelde latentie en de intervallatentie voor elke SSD.
De Toshiba PX02SS deed het goed in onze MarkLogic NoSQL-databasebenchmark en kwam achter de Hitachi SSD800MM, maar met een solide voorsprong op zijn broer de PX02SM.
De HGST SSD800MM behield een beslissende voorsprong op de vergelijkbare modellen, met slechts af en toe pieken tijdens het samenvoegen van lees- en samenvoegbewerkingen.
De PX02SS is aanzienlijk verbeterd ten opzichte van wat we eerder opnamen op de PX02SM SAS3 SSD. Een groot deel van de latentie bleef tijdens de test onder de 10 ms.
De PX02SM-architectuur is niet geoptimaliseerd voor de toegangspatronen van onze NoSQL-workload, waardoor latenties werden geactiveerd die piekten op of boven de genormaliseerde maximale waarde van 9 ms gedurende het hele protocol.
De volgende toepassingsbenchmark bestaat uit een Percona MySQL OLTP-database gemeten via SysBench. In deze configuratie gebruiken we een groep van Lenovo Think Server RD630s als databaseclients en de databaseomgeving opgeslagen op een enkele schijf. Deze test meet de gemiddelde TPS (Transactions Per Second), de gemiddelde latentie en de gemiddelde latentie van het 99e percentiel over een bereik van 2 tot 32 threads. 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.
De Toshiba PX02SS onderscheidde zich als de best presterende overall in onze MySQL-benchmark zodra de werklast groter werd dan vier threads. De HGST SSD800MM bleef competitief met de PX02SS tijdens zijn tweede plaats.
Boven drie threads presteert de PX02SS ook iets beter dan de HGST SSD800MM in termen van gemiddelde latentie tijdens de MySQL OLTP-benchmark.
Toen de Toshiba PX02SS geconfronteerd werd met latentie in het slechtste geval tijdens de MySQL-benchmark, behaalde hij een tweede plaats die nauw overeenkwam met de 99e percentiel latentie van de Toshiba PX02SM 800GB.
Het Microsoft SQL Server OLTP-testprotocol van StorageReview 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 de opslaginfrastructuur in database-omgevingen. Ons SQL Server-protocol gebruikt een SQL Server-database van 685 GB (schaal 3,000) en meet de transactieprestaties en latentie met een belasting van 30,000 VU.
Voor deze review vergelijken we de drie SSD-platforms, elk geconfigureerd als een gespiegelde opslagruimte door Windows Server. De HGST nam de leiding met 6,315.4 transacties per seconde voor 30 gebruikers, waarbij beide vergelijkbaar met Toshiba binnen 100 TPS van de prestaties van de SSD800MM lagen.
De latentieresultaten tijdens de Microsoft SQL TPC-C-workload onthullen meer significante verschillen tussen de twee fabrikanten, aangezien de HGST SSD800MM een indrukwekkend latentievoordeel behoudt ten opzichte van de PX02SM en PX02SS.
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 Toshiba PX02SS maakt gebruik van twee profielen die veel worden gebruikt in fabrikantspecificaties en benchmarks.
- 4k
- 100% lezen en 100% schrijven
- 8k
- 70% lezen/30% schrijven
Op geen enkel moment tijdens de preconditionering voor de synthetische 4k-benchmark evenaarde de PX02SS de doorvoerprestaties van de HGST SSD800MM, maar hij hield de burst-prestaties langer vol dan zijn PX02SM-collega's en bereikte een stabiele toestand met aanzienlijk hogere prestaties dan elk van de PX02SM's.
Gemiddelde latentieresultaten tijdens 4k-preconditionering suggereren ook dat de PX02SS kortere latenties kan bieden dan de PX02SM voor schrijfbewerkingen. De PX02SS biedt een uitbarsting van low-latency-prestaties die bijna 90 minuten aanhouden en daarna snel neerkomt op een consistente gemiddelde latency-prestaties van minder dan 6 ms.
De PX02SS blijft een sterke prestatie op de tweede plaats leveren voor de HGST SSD800MM in onze beoordeling van maximale latentiewaarden van de 4k-voorconditioneringsoperatie.
Standaarddeviatieresultaten maken het gemakkelijker om te visualiseren hoe consistent de gemeten latenties waren tijdens het preconditioneringsproces. Hoewel niet zo stabiel als de vergelijkbare HGST, heeft de Toshiba PX02SS de meest consistente preconditioneringslatenties van de andere 12Gb/s eMLC SAS SSD's die we tot nu toe hebben getest.
Met preconditionering voor de 4k-benchmarks voltooid, bereikte de PX02SS 117,204 lees-IOPS en 42,507 schrijf-IOPS, waarmee hij op de tweede plaats kwam na de HGST SSD800MM.
De PX02SS ondervond een gemiddelde latentie van 2.18 ms voor leesbewerkingen en 6.02 ms voor schrijfbewerkingen in de 4k-benchmark.
De PX02SS had de beste maximale leeslatentiewaarden van de vergelijkbare apparaten met 13.3 ms. De SSD800MM kwam als eerste uit de bus met een maximale schrijflatentie van 39.0 ms.
De PX02SS handhaafde meer consistente latentieresultaten dan elk van de andere twee Toshiba SSD's die we tot nu toe op het SAS3-testbed hebben geëvalueerd.
Onze volgende werkbelasting gebruikt 8k-overdrachten met een verhouding van 70% leesbewerkingen en 30% schrijfbewerkingen. Na een burst-periode waarin de HGST SSD800MM en de Toshiba PX02SS wedijverden om de beste doorvoerprestaties, bereikten de schijven een stabiele toestand met de PX02SS in een goede tweede plaats na de SSD800MM in de buurt van 62,500 IOPS.
Gemiddelde latentieresultaten van de 8k 70/30 preconditionering weerspiegelen hetzelfde vroege concurrentievermogen tussen de PX02SS en de SSD800MM tijdens burst, gevolgd door de PX02SS die een consistente tweede plaats behoudt.
In termen van de maximaal gemeten latenties tijdens 8k 70/30 preconditionering, leek de Toshiba PX02SS veel meer op de PX02SM-vergelijkingen dan op de SSD800MM van HGST toen de schijven de stabiele toestand naderden.
In termen van standaarddeviatie voor de gemiddelde latenties, besteedt de PX02SS het grootste deel van de preconditioneringsperiode als tweede na de HGST SSD800MM.
Zodra de schijven zijn gepreconditioneerd, varieert de 8k 70/30 doorvoerbenchmark de werklastintensiteit van 2 threads en 2 wachtrijen tot 16 threads en 16 wachtrijen. Met een doorvoer van 8k overtreft de PX02SS de SSD800MM bij veel werklasten.
Door de gemiddelde latentie te meten over een reeks thread-tellingen en wachtrij-dieptes met 8k 70/30-bewerkingen, presteert de PX02SS veel meer als de HGST-vergelijkbaar dan de andere Toshiba eMLC SSD's.
Maximale latentiewaarden tijdens de 8k 70/30-benchmark waren minder doorslaggevend, hoewel de HGST SSD800MM duidelijk beter begon te presteren dan de andere vergelijkbare apparaten bij maximale werklast.
Standaarddeviatieberekeningen geven aan dat de Toshiba PX02SS meer consistente latentieresultaten ondervond tijdens de 8k 70/30 benchmark dan de PX02SM, maar niet in staat was om zo'n klein variatiebereik te leveren als de HGST SSD800MM.
Conclusie
Toshiba breidt zijn rol in de SSD-markt uit terwijl enterprise SSD's beginnen met de migratie van 6Gb/s SAS2 naar 12Gb/s SAS3. De PX-serie van eMLC SSD's biedt Toshiba de mogelijkheid om een uitgebreide reeks enterprise SSD's te introduceren die zijn interne capaciteit kan demonstreren om zijn veelgebruikte MLC NAND te ontwikkelen in schijven van het merk Toshiba die profiteren van de grotere bandbreedte van de SAS3-standaard . De breedte van hun portfolio betekent ook dat ze een oplossing hebben voor bijna alle populaire SSD-use-cases.
De SSD800MM van HGST blijft de best presterende SAS3 SSD die we in de meeste tests hebben vergeleken, maar de PX02SS neemt een beslissende tweede plaats in onze analyse van deze opkomende markt. Door de helft van de capaciteiten van de PX02SM op te geven, behaalt de Toshiba PX02SS over de hele linie opmerkelijke prestatieverbeteringen ten opzichte van zijn broer uit de PX-serie. De PX02SS biedt ook een hoog schrijfvermogen, wat ook aantrekkelijk zal zijn voor klanten die op zoek zijn naar krachtige SSD's voor intensieve omgevingen zoals productie-OLTP-databases. De PX02SS presteerde zelfs heel goed in onze Sysbench MySQL OLTP-benchmark en liep voor op de HGST SSD800MM. We zagen ook sterke lage-wachtrijdiepte-prestaties van de PX02SS in onze 8k 70/30 gemengde werklast, waardoor deze aan de leiding kwam tot de hogere thread/wachtrij-niveaus. De enige tegenvaller was de SQL-test waarbij de schijf het goed deed in termen van TPS, maar vertragingen liet zien die hoger waren dan verwacht.
VOORDELEN
- Lang uithoudingsvermogen in termen van het totale aantal geschreven bytes tijdens de levensduur
- Consistent goede prestaties in alle benchmarks
- De vormfactor van 7 mm geeft het meer flexibiliteit bij de implementatie
NADELEN
- Slechte latentieresultaten in de SQL Server OLTP-benchmark
- Beperkt tot 800 GB topcapaciteit
- Niet volledig SAS2-compatibel met betrekking tot de Power Disable-functie
The Bottom Line
De PX02SS zet Toshiba's eMLC NAND- en PX-serie-architectuur aan het werk, in een prestatiegerichte SSD die het nut van de 12Gb/s SAS3-standaard demonstreert en tegelijkertijd een hoog uithoudingsvermogen levert voor schrijfintensieve toepassingen.
