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Análise do SSD Samsung PM863

by Lyle Smith

A linha Samsung PM863 SSD é a unidade SATA corporativa mais recente da empresa, projetada para oferecer desempenho consistente para centros de dados e casos de uso de armazenamento de dados de servidor. Lançado ao lado do SM863, o PM836 funciona melhor para aplicativos de leitura intensiva, incluindo serviços de streaming, redes de entrega de conteúdo, servidores web e serviços em nuvem, enquanto o SM863 foi projetado mais para aplicativos de gravação intensiva. A nova unidade da Samsung foi revelada pela primeira vez na CES deste ano em fevereiro e foi lançada no final do mês passado para empresas. A empresa disponibilizou o aguardado PM863 para pequenas e médias empresas.


A linha Samsung PM863 SSD é a unidade SATA corporativa mais recente da empresa, projetada para oferecer desempenho consistente para centros de dados e casos de uso de armazenamento de dados de servidor. Lançado ao lado do SM863, o PM836 funciona melhor para aplicativos de leitura intensiva, incluindo serviços de streaming, redes de entrega de conteúdo, servidores web e serviços em nuvem, enquanto o SM863 foi projetado mais para aplicativos de gravação intensiva. A nova unidade da Samsung foi revelada pela primeira vez na CES deste ano em fevereiro e foi lançada no final do mês passado para empresas. A empresa disponibilizou o aguardado PM863 para pequenas e médias empresas.

O PM863 está equipado com vários recursos empresariais úteis que ajudam a melhorar a confiabilidade geral da unidade, incluindo Advanced ECC Engine e End-to-End Data Protection, que detecta quaisquer discrepâncias que a unidade possa mostrar enquanto as corrige proativamente em tempo real usando o Mecanismo de código de correção de erros. Além disso, a avançada arquitetura de proteção contra perda de energia do PM863 protege a integridade dos dados no caso de uma perda repentina de energia, aproveitando a eletricidade do capacitor de tântalo da unidade. Isso essencialmente fornece tempo adequado para transferir os dados em cache que estão localizados na DRAM para a memória flash do PM863. Outro fator importante para os data centers é a capacidade de evitar o superaquecimento, mesmo que isso signifique limitar o desempenho. O PM863 está equipado com Dynamic Thermal Guard Protection para fazer exatamente isso, pois controla a velocidade da CPU em relação à temperatura do núcleo, diminuindo seu desempenho quando necessário para evitar um desligamento térmico.

Equipado com a tecnologia MLC V-NAND de 3 bits da Samsung e componentes internos de qualidade, o PM863 também não é desleixado quando se trata de desempenho, pois é cotado para fornecer 520 MB/s em leituras sequenciais e 475 MB/s em gravações sequenciais. A Samsung também indica que ele foi desenvolvido para suportar operação constante 24 horas por dia, 7 dias por semana em um ambiente de cargas de trabalho pesadas – o que é inerente à maioria dos data centers – apresentando desempenho sustentado notavelmente alto, bem como latência consistentemente baixa ao longo de sua vida útil. Além disso, o PM863 pode ser combinado em configurações RAID com várias unidades para um aumento significativo no desempenho enquanto produz mais de 99% na leitura aleatória.

O Samsung PM863 SSD vem em capacidades de 120 GB, 240 GB, 480 GB, 960 GB, 1.92 TB e 3.84 TB, incluindo uma garantia de 3 anos. Estaremos olhando para o modelo de 960 GB para esta revisão

Especificações do Samsung PM863 SSD (960 GB)

  • Interface: SATA 6 Gb / s
  • Série: PM863
  • Fator de forma: 2.5″ 7mm SATA
  • Capacidade de armazenamento: 960GB
  • Desempenho:
    • Velocidade de leitura sequencial: 520 MB/s
    • Velocidade de gravação sequencial: 475 MB/s
    • Velocidade de leitura aleatória: 99,000 IOPS
    • Velocidade de gravação aleatória: 18,000 IOPS
    • Latência do CAS: 130
  • Controlador: Samsung Mercury interno
  • Flash NAND: VNAND de 3 bits
  • Suporte de ajuste: Determinístico
  • Suporte RAID: Y (com controlador RAID)
  • Poder:
    • Consumo de energia (W): Leitura – 2.9 W, Gravação – 3.8 W
    • Tensão: 5V ± 5%
  • Confiabilidade (MTBF): 2.0 milhões de horas
  • Especificações ambientais:
    • Temperatura de operação: 0 ° C a 70 ° C
    • Umidade operacional: 5% a 95%, sem condensação
  • Garantia: 3 anos/1,400 TBW

Concepção e construção

O PM863 segue o mesmo design de aparência dos SSDs Samsung anteriores, usando um design ultraminimalista na parte frontal da unidade. O de 2.5 polegadas e 7 mm é composto de uma cor de carvão e uma construção de metal sólido para seu invólucro, criando uma composição robusta. O logotipo da Samsung e o texto “Solid State Drive” em fonte branca são tudo o que está impresso no centro da unidade.

Virar o Samsung SSD exibe a etiqueta de informações do produto, que oferece aos usuários informações relevantes, incluindo a capacidade e o número de série. Além disso, os perfis laterais têm quatro orifícios para parafusos, permitindo que o PM863 seja montado perfeitamente.

Sob o capô e na frente e no centro do Samsung PM863 está o controlador Mercury.

A capacidade do PM863 deriva dos oito chips 3D V-NAND K90KGY8S7C-CCK0.

Histórico de testes e comparáveis

Laboratório de teste StorageReview Enterprise fornece uma arquitetura flexível para realizar benchmarks de dispositivos de armazenamento corporativo em um ambiente comparável ao que os administradores encontram em implantações reais. O Enterprise Test Lab incorpora uma variedade de servidores, redes, condicionamento de energia e outras infraestruturas de rede que permitem que nossa equipe estabeleça condições do mundo real para avaliar com precisão o desempenho durante nossas análises.

Incorporamos esses detalhes sobre o ambiente de laboratório e protocolos em revisões para que os profissionais de TI e os responsáveis ​​pela aquisição de armazenamento possam entender as condições em que alcançamos os resultados a seguir. Nenhuma de nossas análises é paga ou supervisionada pelo fabricante do equipamento que estamos testando. Detalhes adicionais sobre o Laboratório de teste StorageReview Enterprise e uma visão geral de seus recursos de rede estão disponíveis nas respectivas páginas.

Análise de carga de trabalho do aplicativo

Para entender as características de desempenho dos dispositivos de armazenamento corporativo, é essencial modelar a infraestrutura e as cargas de trabalho de aplicativos encontradas em ambientes de produção ao vivo. Nossos três primeiros benchmarks para o Samsung PM863 são, portanto, os Benchmark de Armazenamento de Banco de Dados NoSQL MarkLogicDesempenho OLTP do MySQL via SysBench e Desempenho OLTP do Microsoft SQL Server com uma carga de trabalho TCP-C simulada.

Nosso ambiente de banco de dados MarkLogic NoSQL requer grupos de quatro SSDs com capacidade utilizável de pelo menos 200 GB, pois o banco de dados NoSQL requer aproximadamente 650 GB de espaço para seus quatro nós de banco de dados. Nosso protocolo usa um host SCST e apresenta cada SSD em JBOD, com um alocado por nó de banco de dados. O teste se repete em 24 intervalos, exigindo um total de 30 a 36 horas. O MarkLogic registra a latência média total, bem como a latência de intervalo para cada SSD.

Em nossos testes gerais de latência média usando nosso benchmark de banco de dados MarkLogic NoSQL, o Samsung PM863 teve um desempenho muito bom com apenas 2.067 ms. Isso o colocou logo atrás de seu irmão SM863, que ostentava 1.826ms.

Passando para a parte de latência média de nossos testes MarkLogic NoSQL, o PM863 mostrou apenas alguns picos importantes (o máximo atingindo apenas 25 ms na latência de gravação de mesclagem), com a maior parte dos testes de latência sendo executados abaixo de 9 ms.

O próximo benchmark de aplicativo consiste em um Banco de dados Percona MySQL OLTP medido via SysBench. Este teste mede o TPS médio (transações por segundo), a latência média, bem como a latência média do 99º percentil em um intervalo de 2 a 32 threads. A Percona e a MariaDB estão usando as APIs de aplicativos Fusion-io com reconhecimento de flash nas versões mais recentes de seus bancos de dados, embora, para fins desta comparação, testemos cada dispositivo em seus modos de armazenamento em bloco “legados”.

Em nosso benchmark de transações médias por segundo, o PM863 mediu um IOPS inicial de aproximadamente 219 IOPS e terminou com um impressionante IOPS acima de 1,550 no terminal. Esses resultados o colocaram entre os líderes dos SSDs corporativos testados, com a outra unidade Samsung ocupando o primeiro lugar.

Os resultados contaram uma história semelhante ao passar para nosso benchmark Sysbench Average Latency. Aqui, o PM863 registrou um intervalo de aproximadamente 9.0ms a 21.0ms por 32T. O Samsung SM863 manteve o melhor desempenho, atingindo um pico de pouco mais de 19 ms.

Durante nosso pior cenário de latência do MySQL, ambas as unidades Samsung estavam muito além dos SSDs corporativos de melhor desempenho, ocupando os primeiros lugares no quadro de líderes, ambos abaixo da marca de 38 ms no terminal (embora o SM863 ainda tivesse melhores resultados ).

Protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server da StorageReview emprega o rascunho atual do Benchmark C (TPC-C) do Transaction Processing Performance Council, um benchmark de processamento de transações on-line que simula as atividades encontradas em ambientes de aplicativos complexos. O benchmark TPC-C chega mais perto do que os benchmarks sintéticos de desempenho para medir os pontos fortes de desempenho e os gargalos da infraestrutura de armazenamento em ambientes de banco de dados. Nosso protocolo SQL Server usa um banco de dados SQL Server de 685 GB (escala 3,000) e mede o desempenho transacional e a latência com uma carga de 30,000 VU.

Ao olhar para a saída do SQL Server, o PM863 registrou 6,305.4 TPS, colocando-o entre os líderes e superando por pouco seus irmãos SM863, que registraram 3,303.3 TPS.

Os resultados de nossa latência média abaixo de um VU de 30k encontraram o PM863 no topo da tabela de classificação mais uma vez, com 12.0ms ao lado do Toshiba HK3R2. Esses resultados ficaram atrás novamente do Samsung SM863, que mediu impressionantes 10.0ms.

Análise de Carga de Trabalho Sintética

Nossos protocolos de benchmark sintético cada um começa pré-condicionando o armazenamento de destino em estado estacionário com a mesma carga de trabalho que será usada para testar o dispositivo. O processo de pré-condicionamento usa uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread.

  • Testes de pré-condicionamento e estado estacionário primário:
  • Rendimento (Agregado de IOPS de Leitura+Gravação)
  • Latência média (latência de leitura+gravação calculada em conjunto)
  • Latência máxima (latência máxima de leitura ou gravação)
  • Desvio padrão de latência (desvio padrão de leitura + gravação calculado em conjunto)

Após a conclusão do pré-condicionamento, cada dispositivo comparado é testado em vários perfis de profundidade de encadeamento/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado. Nossa análise de carga de trabalho sintética para o Samsung PM863 usa perfis de 4k e 8k, que são amplamente usados ​​em especificações e benchmarks de fabricantes.

  • Perfil 4k
    • 100% de leitura e 100% de gravação
  • Perfil 8K
    • 70% de leitura, 30% de gravação
    • 100% 8K

Em nosso benchmark de taxa de transferência, o drive PM863 oscilou em torno de 61,000 IOPS durante a primeira parte do teste e, eventualmente, caiu para 23,398 IOPS no final do benchmark, colocando-o no meio do pacote.

Mudando para latência média, o PM863 manteve seu desempenho decente, pois nunca ultrapassou a marca de 11ms (10.9ms no terminal). Isso o colocou no meio do pelotão novamente.

Passando para nosso benchmark de latência máxima, o PM863 mostrou picos de latência que ultrapassaram a marca de 100ms apenas uma vez (103.627ms). Pelo terminal, o drive atingiu 86.6ms.

O PM863 postado manteve seus resultados intermediários durante nosso teste de desvio padrão, pois pairou perto de 8 ms na marca de latência durante os últimos estágios do teste. Isso o colocou no meio da tabela de classificação mais uma vez.

Uma vez que as unidades corporativas foram condicionadas, nós as colocamos em nossos benchmarks sintéticos primários de 4k (16 Thread 16 Queue 100%). Em nosso teste de taxa de transferência, o PM863 mediu impressionantes 79,825 IOPS de leitura e 22,639 IOPS de gravação, a atividade anterior que ficou logo atrás do modelo SM em primeiro lugar.

Passando para a latência média, o Samsung PM863 postou números que o colocaram entre os líderes mais uma vez com 11.306ms de gravação e apenas 3.206ms de leitura (novamente, logo atrás do Samsung SM863 960GB em leituras, que ostentava o melhor da categoria 3.203ms).

Observar seus resultados de latência máxima mostrou mais um conjunto de resultados intermediários. Aqui, o PM863 apresentou 26.716ms de leitura e 105.568ms de gravação. O drive com melhor desempenho em leituras foi o Toshiba HK3R2 960GB com 20.125ms, enquanto as melhores gravações foram postadas pelo Micron M500DC 480GB (49.441ms).

Mudando para os resultados do desvio padrão do PM863 em 4k de latência, o PM863 mostrou leituras e gravações de 26.716ms e 105.568ms, respectivamente. O melhor desempenho na coluna de leitura foi o Toshiba HK3R2 960GB com 1.597ms.

Nosso próximo conjunto de cargas de trabalho de pré-condicionamento usa transferências de 8k com uma proporção de 70% de operações de leitura e 30% de operações de gravação. Ao olhar para a taxa de transferência, o PM863 mostrou uma velocidade inicial fantástica, pois estava lado a lado com o modelo SM na primeira parte do teste, embora tenha diminuído para um claro 2º lugar, terminando com sólidos 36,629 IOPS no terminal.

Os cálculos de latência média para o pré-condicionamento 8k 70/30 contaram uma história semelhante, já que as duas unidades Samsung 863 apresentaram resultados quase idênticos na maior parte do nosso teste. No final, o SM863 superou o PM863 com 6.98ms no terminal (contra os 6.31ms do SM).

Em nosso benchmark de latência máxima, o PM863 registrou uma latência de pico inicial de 24.28 ms. Durante o restante de nosso teste, ele não apresentou picos de latência significativos e apenas 31.89 ms no terminal, logo atrás do modelo SM (30.31 ms) para o primeiro lugar em nossa tabela de classificação.

Nosso último teste de pré-condicionamento da revisão analisa o desvio padrão. Embora a unidade PM863 esteja posicionada na parte central superior da tabela de classificação, ela foi uma das unidades mais estáveis ​​testadas.

Em seguida, colocaremos o SSD PM863 em nosso benchmark de taxa de transferência de 8k 70/30, que varia a intensidade da carga de trabalho de 2 threads e 2 filas até 16 threads e 16 filas. Aqui, o PM863 registrou uma faixa impressionante de 13,488 IOPS a 36,004 IOPS, colocando-o no topo da tabela de classificação e logo atrás do modelo SM mais uma vez.

Na latência média, o Samsung PM863 960GB registrou um intervalo de apenas 0.29ms a 7.1ms no terminal. O melhor desempenho aqui foi sem surpresa o Samsung SM863 960GB, que ostentava 0.24ms a 6.38ms.

Os cálculos de latência máxima para a carga de trabalho de 8k 70/30 mostram o PM863 com o melhor de sua classe de 3.44ms em 2T/2T, atingindo 39.65ms no terminal, colocando-o no topo de nossa tabela de classificação.

Em nosso último teste de benchmark da análise, observamos o desvio padrão na carga de trabalho 8k 70/30. Aqui, o PM863 mediu o desempenho para ocupar o terceiro lugar com 0.37ms em 2T/2T e 5.32ms no terminal.

Conclusão

Visando casos de uso intensivo de leitura, como serviços de streaming, redes de entrega de conteúdo, servidores da Web e serviços em nuvem, o SSD corporativo PM863 poderoso e orientado para o desempenho da Samsung certamente aproveita a tecnologia MLC V-NAND de 3 bits da Samsung e componentes internos como ele se destaca em quase todos os testes de benchmark pelos quais o submetemos. Além de ter um desempenho sério, o PM863 está equipado com alguns recursos empresariais muito úteis que melhoram a confiabilidade da unidade. Isso inclui Advanced ECC Engine e End-to-End Data Protection, que detecta quaisquer discrepâncias que a unidade possa mostrar enquanto as corrige proativamente em tempo real usando o mecanismo Error Correcting Code e sua arquitetura avançada de proteção contra perda de energia, que protege os dados integridade se ocorrer uma perda repentina de energia. A nova unidade Samsung também está equipada com a tecnologia Dynamic Thermal Guard Protection para evitar o superaquecimento; ele faz isso controlando a velocidade da CPU em relação à temperatura do núcleo.

Quanto às especificidades de seu desempenho, o PM863 apresentou desempenho em praticamente todos os níveis, ao mesmo tempo em que se classificou constantemente no topo de nossas tabelas de classificação. Ao olhar para o desempenho do aplicativo, o PM863 apresentou resultados de primeira classe em todos os cenários pelos quais o colocamos. Por exemplo, nos testes de latência média geral usando nosso benchmark de banco de dados MarkLogic NoSQL, o Samsung PM863 ostentou 2.067ms, ficando logo atrás de seu irmão SM863, que tinha 1.826ms. Além disso, os resultados de nossa latência média em um VU de 30k (nosso protocolo de teste OLTP do Microsoft SQL Server) mostraram o PM863 próximo ao topo da tabela de classificação mais uma vez, com apenas 12.0 ms.

Quando colocamos a unidade Samsung em nossos benchmarks de pré-condicionamento de 4K, que consistiam em 100% de leitura e 100% de cargas de trabalho de gravação, seu desempenho diminuiu um pouco. Em throughput, o drive PM863 flutuou em torno da marca de 61,000 IOPS durante a primeira parte do teste e acabou caindo para 23,398 IOPS no terminal, o que o colocou no meio do pacote. Seus resultados permaneceram na faixa intermediária da tabela de classificação durante o restante de nossos benchmarks de pré-condicionamento 4K. No entanto, as coisas melhoraram quando a unidade foi condicionada durante nossos principais benchmarks sintéticos de 4k (16 Thread 16 Queue 100%). Em nosso teste de taxa de transferência, o PM863 mediu impressionantes 79,825 IOPS de leitura e 22,639 IOPS de gravação, que ficou logo atrás do modelo SM em primeiro lugar. Seus resultados de latência contaram uma história semelhante. Nossas cargas de trabalho de pré-condicionamento que usaram transferências de 8k com uma proporção de 70% de operações de leitura e 30% de operações de gravação continuaram os excelentes resultados do Samsung PM863, pois ele apresentava desempenho que estava empatado (em throughput) com o modelo SM para a primeira parte do teste, terminando em 2º lugar com impressionantes 36,629 IOPS no terminal. Nossos benchmarks primários de 8k 70/30 mostraram resultados semelhantes, pois ficaram no topo da tabela de classificação durante todos os nossos benchmarks.

No geral, a Samsung lançou uma das unidades corporativas mais impressionantes até o momento, satisfazendo qualquer caso de uso intensivo de leitura que foi lançado nele. Embora caro, muitas empresas descobrirão que vale a pena comprar esse desempenho com sua variedade de recursos de integridade de dados, apenas agregando valor à família PM863 de SSDs corporativos.

Vantagens

  • Desempenho geral fantástico do aplicativo
  • Conjunto de recursos forte
  • Ampla gama de ofertas de capacidade

Desvantagens

  • Nenhum, se a resistência corresponder aos requisitos

ponto de partida

A Samsung adicionou mais um impressionante SSD SATA empresarial ao seu portfólio. Com seu desempenho impressionante, juntamente com suas funcionalidades úteis de confiabilidade e integridade de dados, esta unidade se destacará em qualquer ambiente de leitura intensiva.

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