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Análise do SSD Micron RealSSD P400e Enterprise

by Kevin O'Brien

O Micron RealSSD P400e foi projetado para o espaço de SSD corporativo de nível básico, um segmento cada vez mais popular que é amplamente centrado na leitura, tornando-o o playground perfeito para SSDs MLC de baixo custo. O P400e apresenta o MLC NAND de 25nm desenvolvido pela Micron, interface SATA 6 Gb/s e controlador Marvell. A Micron usa o popular fator de forma de 2.5", mas com uma altura z de 7 mm, dando ao P400e mais flexibilidade para uso em servidores 1U e aplicativos integrados, como switches e roteadores.


O Micron RealSSD P400e foi projetado para o espaço de SSD corporativo de nível básico, um segmento cada vez mais popular que é amplamente centrado na leitura, tornando-o o playground perfeito para SSDs MLC de baixo custo. O P400e apresenta a interface MLC NAND de 25nm MLC da Micron, SATA 6 Gb/s e o controlador Marvell. A Micron usa o popular fator de forma de 2.5", mas com uma altura z de 7 mm, dando ao P400e mais flexibilidade para uso em servidores 1U e aplicativos integrados, como switches e roteadores. 

O espaço do SSD corporativo de nível básico é uma área um pouco cinzenta há algum tempo. Esses usos de leitura pesada não exigem a resistência de SLCs mais caros ou mesmo de SSDs eMLC. É por isso que, às vezes, os usuários corporativos usam SSDs de cliente de custo substancialmente mais baixo em alguns desses aplicativos, pois a resistência não é uma grande preocupação e, mesmo que a unidade queime, o custo de comprar vários SSDs de cliente ainda é menor do que alternativas específicas da empresa. Porém, essa mentalidade está mudando, agora que a Micron e outros fabricantes de SSD Tier 1 estão criando SSDs MLC de baixo custo especificamente para esse cenário.

O P400e vive uma vida paralela ao consumidor focado Crucial m4 com muito da mesma construção e design. Ambos utilizam os mesmos controladores Micron MLC NAND e Marvell 25 de 9174nm. As principais diferenças entre os dois SSDs estão relacionadas à construção do firmware e à proteção do caminho de dados. O P400e possui firmware ajustado para uso empresarial leve e oferece proteção de caminho de dados corporativos que inclui correção de erros de caminho de memória, que não é encontrada em unidades cliente. Embora o P400e tenha um preço mais alto do que o m4, a proteção de dados adicional e o firmware específico para tarefas tornam o P400e uma opção atraente para usuários corporativos iniciantes que foram um tanto negligenciados até recentemente. 

O Micron P400e está disponível em uma variedade de capacidades, incluindo opções de 50 GB, 100 GB, 200 GB e 400 GB. As unidades de 100 GB e maiores oferecem resistência de gravação de 175 TB, enquanto a capacidade de 50 GB com foco na inicialização chega a 87.5 TB. Na extremidade superior, o RealSSD P400e oferece desempenho de 350 MB/s de leitura sequencial de 64K, gravação sequencial de 140MB/s de 64K e 50,000 IOPS de leitura aleatória de 4K e 7,500 IOPS de gravação aleatória de 4K. Nosso modelo de análise é a capacidade de 200 GB. 

Especificações Micron RealSSD P400e:

  • Capacidades Oferecidas
    • 50 GB – MTFDDAK050MAR-1J1AA
    • 100 GB – MTFDDAK100MAR-1J1AA
    • 200 GB – MTFDDAK200MAR-1K1AA
      • 186 GB utilizável / 256 GB NAND
      • Firmware testado - 0142
    • 400 GB – MTFDDAK400MAR-1K1AA
  • Micron 25nm Consumidor MLC NAND Flash
  • Controlador Marvell 9174 SATA 6Gb/s
  • Pacote compatível com RoHS
  • Interface SATA 6 Gb / s
  • 7.0 mm altura z
  • Padrão da indústria, suporte para tamanho de setor de 512 bytes
  • Suporte de enfileiramento de comando nativo com suporte a slot de 32 comandos
  • Conjunto de comandos ATA-8 ACS2 compatível
  • Conjunto de comandos do recurso de segurança ATA e suporte de login de senha
  • Conjunto de comandos de apagamento seguro (página de dados): apagamento rápido e seguro
  • Conjunto de comandos da tecnologia de automonitoramento, análise e geração de relatórios (SMART)
  • Desempenho de 50 GB
    • Leitura sequencial de 64K: 350 MB/s
    • Gravação sequencial de 64K: 100 MB/s
    • Leitura aleatória de 4K: 50K IOPs
    • Gravação aleatória de 4K: 7K IOPs
  • Desempenho de 100 GB, 200 GB, 400 GB

    • Leitura sequencial de 64K: 350 MB/s
    • Gravação sequencial de 64K: 140 MB/s
    • Leitura aleatória de 4K: 50K IOPs
    • Gravação aleatória de 4K: 7.5K IOPs
  • Confiabilidade
    • MTBF: 1.2 milhão de horas de dispositivo
    • Nivelamento de desgaste estático e dinâmico
    • Taxa de erro de bit incorrigível (UBER): <1 setor por 1015 bits lidos
    • Baixo consumo de energia
  • Resistência: total de bytes gravados (TBW)
    • 50 GB: 87.5 TB
    • 100–400 GB: 175 TB
  • Conector SATA: 5V ±5%
  • Unidade de 2.5 polegadas: 100.5 mm x 69.85 mm x 7.0 mm
  • Firmware atualizável em campo
  • Temperatura de operação 0°C a +70°C

Projeto e Desmontagem

O Micron RealSSD P200e de 400 GB tem um design que reflete a aparência da família de unidades da Crucial e da Micron. A caixa é muito simples, com pintura cinza metálico. O corpo é feito de liga de metal, com uma tampa superior de metal resistente. O RealSSD P400e aproveita o versátil gabinete Micron SSD, que pode ser configurado como uma unidade de 7 mm ou 9.5 mm de altura trocando o calço interno.

A frente do Micron RealSSD P400e oferece alimentação SATA padrão da indústria e conexão de dados. Os pinos de serviço estão localizados na parte traseira do SSD, embora todas as atualizações de firmware sejam tratadas por meio de software, gravando uma imagem ISO em um CD ou DVD (ou pendrive) e atualizando o firmware por meio do sistema operacional de baixo nível.

O design do RealSSD P400e não difere muito do cliente ou de outros SSDs empresariais vendidos pela Micron. A abertura da unidade mostra um layout muito semelhante ao Micron RealSSD C256 de 400 GB ou ao Crucial m4 da marca de consumo. Uma adição ao P400e, porém, é uma única almofada térmica na metade inferior do SSD, projetada para extrair energia térmica do controlador Marvell 9174 SATA 6Gb/s.

Utilizando o mesmo controlador Marvell 9174 também encontrado no C400/m4 voltado para o consumidor, o P400e oferece recursos de firmware aprimorados para uso corporativo. O mais notável é o superprovisionamento, que reduz a capacidade da unidade de 256 GB brutos para 186 GB utilizáveis. Isso ajuda nas atividades em segundo plano durante cargas de trabalho de gravação pesada, além de aumentar a vida útil da unidade. Isso é importante, pois o P400e usa o consumidor MLC NAND idêntico ao Crucial m4, em vez do eMLC NAND encontrado em muitos SSDs voltados para empresas.

Ambos os lados da placa de circuito Micron P400e são preenchidos com oito peças MLC NAND de 16GB Micron 25nm, totalizando dezesseis. Este é o mesmo layout de PCB do Crucial m256 de 4 GB ou do Micron C400.

Benchmarks Corporativos

O Micron RealSSD usa 25nm Consumer MLC NAND da Micron, um controlador Marvell 9174 e uma interface SATA de 6.0 Gb/s; nossa unidade de análise é de 200 GB. Os comparativos usados ​​para esta revisão incluem os seguintes SSDs corporativos testados recentemente: Armazenamento Inteligente XceedIOPS2 (200 GB, SandForce SF-2582, Toshiba 32nm NAND, SATA), Micron P300 (100 GB, Marvell 9174, Micron 34nm SLC NAND, SATA), Toshiba MKx001GRZB (400 GB, Marvell 9032, Toshiba 32nm SLC NAND, SAS), o SamsungSM825 (200 GB, Samsung S3C29MAX01-Y330, Samsung 30nm eMLC NAND, SATA) e o Hitachi Ultrastar SSD400M (400 GB, controlador Intel EW29AA31AA1, Intel 25nm eMLC NAND, SAS). Todos os SSDs corporativos são comparados em nossa plataforma de testes corporativos com base em um Lenovo ThinkServer RD240. Todos os números do IOMeter são representados como números binários para velocidades de MB/s.

Nosso primeiro teste analisa a velocidade em um ambiente de gravação sequencial com grandes transferências de blocos. Este teste específico usa um tamanho de transferência de 2 MB com IOMeter, com alinhamento de setor de 4 k e mede o desempenho com uma profundidade de fila de 4. Nesse cenário, a Micron afirma uma velocidade de leitura de 350 MB/s e uma velocidade de gravação em estado estável de 140 MB/s para seus 200GB P400e.

Medimos uma velocidade de leitura de 394.24 MB/s e uma velocidade média de gravação de 257.94 MB/s em nosso teste de transferência sequencial de blocos grandes. As velocidades de leitura foram maiores que as do RealSSD P300, embora as velocidades de gravação tenham sido menores.

Nosso próximo teste analisa um perfil de acesso aleatório, mas ainda mantendo um grande tamanho de transferência de bloco de 2 MB, começamos a ver como o desempenho varia em um ambiente multiusuário. Este teste mantém o mesmo nível de profundidade de fila de 4 que usamos no benchmark de transferência sequencial anterior.

Em nosso teste de transferência aleatória, o Micron RealSSD P400e ofereceu velocidades de leitura mais altas novamente em comparação com o P300, medindo 388.17 MB/s em comparação com 299.33 MB/s. As velocidades de gravação, embora medidas mais baixas, com o P400e com média de 79.52 MB/s, enquanto o P300 tinha 98.87 MB/s.

Mudando para um tamanho de transferência de acesso aleatório ainda menor de 4K, chegamos mais perto do tamanho do pacote que pode ser encontrado em um ambiente de acesso aleatório pesado, como uma configuração de servidor com várias VMs acessando o mesmo array. No primeiro teste, analisamos o desempenho de leitura de 4K expandido e como ele escala de uma profundidade de fila de 1 a um máximo de 64. Para referência, a Micron lista uma velocidade de leitura aleatória de pico de 4K de 50,000 IOPS.

As velocidades de leitura aleatória de 4K do P400e foram muito semelhantes às do RealSSD P300, com aumento semelhante à medida que a profundidade da fila aumentava. Medimos um pico de 46,330 IOPS em uma profundidade de fila de 64, enquanto o P300 atingiu o pico de 58,447 IOPS.

Nosso próximo teste analisa o desempenho de gravação aleatória de 4K em uma profundidade de fila estática de 32 e os resultados são registrados e a média é calculada quando as unidades atingem o estado estável. Embora o desempenho de IOPS seja uma boa métrica para medir o desempenho de estado estável, outra área importante de interesse é a média e a latência de pico. Valores de latência de pico mais altos podem significar que certas solicitações podem ser armazenadas em backup contínuo intenso. A Micron lista o RealSSD P400e como tendo uma velocidade de gravação aleatória de 4K de 7,500 IOPS.

O Micron RealSSD P400e superou a folha de especificações em nosso benchmark de estado estável de 4K (assim como o P300 originalmente), medindo 15,740 IOPS sobre os 7,500 IOPS listados. Isso se compara a 21,259 IOPS do RealSSD P300.

Nossa última série de benchmarks sintéticos compara as duas unidades corporativas em uma série de cargas de trabalho mistas de servidor com uma profundidade de fila estática de 32. Como os benchmarks sintéticos no início desta revisão, esses testes também são medidos em estado estável. Cada um de nossos testes de perfil de servidor tem uma forte preferência em relação à atividade de leitura, variando de 67% de leitura com nosso perfil de banco de dados a 100% de leitura em nosso perfil de servidor da web.

O primeiro é nosso perfil de banco de dados, com uma mistura de carga de trabalho de 67% de leitura e 33% de gravação centrada principalmente em tamanhos de transferência de 8K.

Em nosso perfil de banco de dados, o Micron RealSSD P400e foi classificado nos SSDs corporativos SLC e eMLC, assim como o Micron P300. Ele mediu uma velocidade média de 34.38 MB/s ou 4,401 IOPS.

O próximo perfil analisa um servidor de arquivos, com carga de trabalho de 80% de leitura e 20% de gravação distribuída em vários tamanhos de transferência variando de 512 bytes a 64 KB.

Na carga de trabalho do servidor de arquivos, o P400e novamente ficou atrás das ofertas SLC e eMLC, medindo 50.63 MB/s ou 4,680 IOPS em média. Isso se compara a 174.87 MB/s e 16,165 IOPS do P300.

Nosso perfil de servidor web é somente leitura com tamanhos de transferência de 512 bytes a 512 KB.

À medida que mudamos para um perfil de leitura mais pesada, cobrindo cargas de trabalho do servidor Web, o Micron RealSSD P400e ganhou velocidade, obtendo uma média de 226.35 MB/s e 14,790 IOPS durante o teste. O P300 pontuou um pouco mais alto, medindo 266.03 MB/s e 16,584 IOPS.

O último perfil analisa uma estação de trabalho, com uma mistura de 20% de gravação e 80% de leitura usando transferências de 8K.

Em nosso perfil de carga de trabalho final cobrindo o desempenho da estação de trabalho, o RealSSD P400e ficou atrás dos SSDs eMLC e SLC mais rápidos, marcando uma média de 43.08 MB/s e 5,515 IOPS.

Consumo de energia empresarial

Quando se trata de escolher unidades para o datacenter ou outro ambiente de armazenamento densamente compactado, o desempenho não é a única métrica em que as empresas estão interessadas ao olhar para SSDs ou discos rígidos. O consumo de energia pode ser um grande problema em certos casos, por isso faz sentido que você queira saber como uma unidade funcionaria sob uma carga de trabalho constante.

Na seção Enterprise Power desta revisão, examinamos cada unidade nas mesmas condições que usamos para testar as velocidades de leitura e gravação anteriormente. Isso inclui transferências sequenciais e aleatórias de 2 MB com uma profundidade de fila de 4 e pequenas transferências aleatórias de leitura e gravação de 4K em uma profundidade de fila de 32. condições de fome de energia.

Sob todas as condições, exceto na inicialização, o Micron RealSSD P400e usou 3.42 watts ou menos. A atividade com maior consumo de energia para o P400e foi a gravação sequencial QD4 de 2 MB, usando uma média de 3.42 watts durante o teste. O segundo foi a leitura sequencial aleatória de 2 MB QD3, o terceiro foi a leitura aleatória QD32 4K com a gravação estável de 4K QD32 chegando em quarto lugar. Durante o acesso de leitura e gravação QD4 sequencial de 2 MB, o P400e usou mais energia do que o P300.

Um grande impulso para um SSD MLC ou eMLC em um ambiente de datacenter está em torno do custo por GB e IOPS/watt. Calculamos um número de 18,618 IOPS/watt em leitura aleatória pura de 4K em uma profundidade de fila de 32, caindo para 7,716 IOPS/watt se você observar a gravação aleatória constante de 4K. Isso se compara a 38,481 IOPS/watt de leitura ou 10,119 IOPS/watt de gravação no Micron P300 ou 19,484 IOPS/watt de leitura ou 6,150 IOPS/watt de gravação no Hitachi Ultrastar SSD400M. Realmente se resume às necessidades da empresa, encontrar a melhor combinação de potência para desempenho (ou apenas desempenho direto) que leva em consideração ao comprar o SSD ou o disco rígido. 

Conclusão

Embora certamente não seja o SSD corporativo mais rápido que vimos recentemente, esse não é o objetivo final do Micron P400e. O P400e prefere ser posicionado em ambientes onde haverá 70% ou mais de atividade de leitura, tornando-o uma unidade pronta para empresas com custo muito menor do que as alternativas eMLC e SLC. O P400e também possui firmware ajustado para esta tarefa e proteção de caminho de dados corporativos. Esses dois recursos são diferenciais críticos quando comparados a algo como o Crucial m4 e outros SSDs de cliente que às vezes abrem caminho para essa categoria de uso corporativo básico. 

Em áreas onde a velocidade de leitura é esperada, o P400e não decepcionou, oferecendo velocidades de transferência sequencial de até 394 MB/s, transferências aleatórias de blocos grandes de até 388 MB/s e velocidades aleatórias de 4K chegando a 46,000 IOPS. O RealSSD P400e também ofereceu altas velocidades em nosso teste de servidor da Web, com velocidade média de 226 MB/s e 14,790 IOPS. Dada a resistência limitada de 0.175 PB do P400e em comparação com 3 PB e acima de outros SSDs eMLC de capacidade semelhante, você não verá muitos compradores corporativos escolhendo este produto para essas instalações. É difícil reclamar muito, dadas as intenções desta unidade, mas se tivermos que escolher, as cargas de trabalho mistas pesadas de gravação tiveram quedas significativas de desempenho em comparação com outras ofertas eMLC, com os perfis de banco de dados e servidor de arquivos sendo os mais atingidos, mesmo com o forte randômico do P400e Velocidades de gravação 4K.

Outra área importante em que o Micron RealSSD P400e realmente mostrou força foram nossos testes de energia empresarial, onde ele usou muito pouca energia, sendo superado apenas pelo P100 de 300 GB de menor capacidade. Com esse consumo mínimo de energia, o P400e foi capaz de gerar 18,618 IOPS/watt de leitura aleatória de 4K e 7,716 IOPS/watt de gravação aleatória de 4K.

No geral, ficamos impressionados com o Micron RealSSD P400e, atingindo uma marca de preço/desempenho mais baixa do que outras soluções eMLC, aproveitando o MLC NAND de nível de consumidor. Para compradores corporativos e corporativos que não precisam da resistência de um SSD eMLC ou SLC, mas ainda desejam mais recursos de nível empresarial do que um SSD de consumo tem a oferecer, o RealSSD P400e vem com uma excelente combinação de desempenho e valor.

Vantagens

  • Velocidades de transferência de gravação superiores às listadas
  • Baixo consumo de energia em comparação com SSDs eMLC
  • Forte desempenho de carga de trabalho mista orientada para leitura
  • Baixo custo usando consumidor MLC NAND com firmware e suporte de nível empresarial

Desvantagens

  • Fração da durabilidade de gravação dos SSDs eMLC
  • Desempenho mais fraco em cenários com atividade de gravação constante

ponto de partida

O Micron RealSSD P400e é um SSD SATA flexível de 7 mm repleto do melhor (e de baixo custo) MLC NAND de 25 nm da Micron e firmware voltado para uso empresarial básico. O SSD oferece grande valor e desempenho para os mercados centrados na leitura a que se destina, oferecendo à empresa uma ótima alternativa de baixo custo pronta para empresas.

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