O Samsung SSD SM825 é um SSD de nível empresarial projetado especificamente para cargas de trabalho de data center com uso intensivo de gravação. Como todos os SSDs da Samsung, o SM825 aproveita toda a experiência interna da Samsung, incluindo seu próprio eMLC NAND, controlador de 3 núcleos e firmware especializado que ajuda a fornecer 7,000 TBW, 100 vezes o que costuma ser visto no MLC NAND padrão, além de ser mais econômico e oferecendo desempenho quase paritário com SLC NAND. O resultado líquido são velocidades de estado estacionário de gravação aleatória de 4K que medimos acima de 9,800 IOPS e velocidades de gravação sequencial de 2 MB chegando a 200 MB/s.
O Samsung SSD SM825 é um SSD de nível empresarial projetado especificamente para cargas de trabalho de data center com uso intensivo de gravação. Como todos os SSDs da Samsung, o SM825 aproveita toda a experiência interna da Samsung, incluindo seu próprio eMLC NAND, controlador de 3 núcleos e firmware especializado que ajuda a fornecer 7,000 TBW, 100 vezes o que costuma ser visto no MLC NAND padrão, além de ser mais econômico e oferecendo desempenho quase paritário com SLC NAND. O resultado líquido são velocidades de estado estacionário de gravação aleatória de 4K que medimos acima de 9,800 IOPS e velocidades de gravação sequencial de 2 MB chegando a 200 MB/s.
No mercado corporativo, a Samsung utiliza duas soluções flash totalmente internas destinadas a datacenters que precisam de produtos para diferentes cargas de trabalho. Para o segmento de leitura intensiva, a Samsung oferece o PM830, muito semelhante ao SSD 830 da marca do cliente, mas com firmware personalizado destinado a cargas de trabalho contínuas mais pesadas. Embalado com MLC NAND, o PM830 é capaz de até 60 TBW com velocidades de até 500 MB/s utilizando uma interface SATA 6.0 Gb/s.
Para segmentos empresariais que precisam de um SSD com maior resistência para cargas de gravação mais intensas, a Samsung tem o SM825, que oferece até 7,000 TBW. Nesse cenário, os compradores estão mais interessados em desempenho sustentado por semanas, meses ou anos, onde o desempenho estável reina supremo. Embora menor do que os números de rajada no PM830, o Samsung SM825 é capaz de enviar 200 MB/s de gravação e 10,000 IOPS de gravação aleatória até ser retirado de serviço. À primeira vista, você pode perguntar por que ele tem apenas uma interface SATA 3.0Gb/s, mas olhando para os números de desempenho de estado estável, ele não precisa dessa largura de banda extra para fazer o trabalho.
Indo além do desempenho de leitura e gravação, o SM825 também representa um nível mais alto de confiabilidade, com um MTBF de 2 milhões de horas contra 1.5 no PM830. Outra grande diferença é a taxa de erro de bit incorrigível listada ou UBER, medindo 1 em 1017 no SM825 para 1 em 1015 no PM830. O SM825 também aproveita a proteção de energia do cache interno por meio do uso de capacitores para liberar informações na DRAM para NAND no caso de uma falha de energia. Ao passar uma quantidade significativamente maior de dados durante a vida útil do SSD, ter menos erros e taxas de falha mais baixas significa economia de tempo e dinheiro no datacenter.
O SM825 usa uma interface SATA 3.0Gb/s, juntamente com um fator de forma padrão da indústria de 2.5″ e 15 mm de altura do drive. Está disponível em três capacidades, 100 GB, 200 GB e 400 GB; com nosso modelo de análise sendo a capacidade de 200 GB. Outros destaques incluem criptografia AES de 256 bits, E-MLC Toggle NAND de 30 nm, cache SDRAM de 256 MB, proteção de energia do cache e um design de metal escovado.
Especificações Técnicas Samsung SSD SM825:
- Capacidades Oferecidas
- 100 GB – MZ5EA100HMDR-00003 (densidade NAND de 128 Gb)
- 200 GB – MZ5EA200HMDR-00003 (densidade NAND de 128 Gb)
- 400 GB – MZ5EA400HMFP-00003 (densidade NAND de 256 Gb)
- Fator de forma – 2.5 polegadas
- SATA 3.0 Gb/s (enfileiramento de comando nativo com suporte de 32 profundidades)
- Controlador ARM de 3 núcleos Samsung S29C01MAX330-Y3
- Samsung K9HDGD8U5M-HCE0 E-MLC classe 30nm Alternar memória flash DDR NAND
- Samsung K4T2G314QF-MCF7 256 MB DDR2-800 memória cache SDRAM
- Criptografia AES-256
- MTBF – 2 milhões de horas
- Taxa de erro de bit incorrigível (UBER) - 1 em 1017
- Desempenho sustentado - 400 GB
- Leitura sustentada de dados: 250 MB/s
- Gravação de dados sustentada: 220 MB/s (110 MB/s para 100 GB)
- IOPS de leitura aleatória: 43K IOPS
- IOPS de gravação aleatória: 11K IOPS (5.5K IOPS para 100 GB)
- Consumo de energia (medido com carga de trabalho de leitura/gravação 100K 4% aleatória)
- Leia: 1.8 Watts
- Escreva: 3.4 Watts
- Ocioso: 1.3 Watts
- Write Endurance
- 100 GB: 1,700 TBW
- 200 GB: 3,500 TBW
- 400 GB: 7,000 TBW
- Proteção de energia do cache
- Retenção de dados sem energia - 3 meses
- Dimensões - 100 x 69.85 x 15 mm
- Peso – 140-146g
Projeto e Desmontagem
A Samsung tem uma maneira de dar a cada um de seus produtos um design atraente e elegante, mesmo que fique escondido por 99.9% de sua vida útil. Vimos essa tendência nos dois últimos SSDs de consumo da Samsung, incluindo o SSD 470 e o SSD 830; ambos com designs coloridos que se diferenciam de outros SSDs do mercado.
Embora não digamos que um bom design seja um motivo para comprar um SSD específico, isso pode fazer você parar para pensar que, se eles derem esse nível de atenção à parte externa do gabinete, que surpresas estão reservadas para as peças que você pode? não vê?
O Samsung SSD SM825 Enterprise SSD apresenta um design de metal escovado que é apontado mesmo dentro do manual técnico. O corpo é de liga metálica, com design fundido robusto e paredes de 1.75 mm de espessura, o suficiente para suportar caminhar sobre ele sem nem mesmo flexionar o case. À primeira vista, você pode se perguntar por que um gabinete foi projetado como esse, considerando que pode ser feito de plástico e ainda ser resistente; é porque o corpo também é o dissipador de calor para os componentes dentro do SSD.
As tampas superior e inferior têm grandes almofadas térmicas para extrair o calor do NAND, controlador, SDRAM e capacitores e lançá-lo no gabinete que então irradia sua energia térmica para o chassi do servidor em que está instalado. 5 watts sob atividade máxima, ser capaz de dissipar o calor dos componentes eletrônicos internos é uma consideração importante quando a instalação do produto pode estar acima de 5 anos de serviço contínuo. A eficiência térmica também é um grande ponto de venda, pois os compradores consideram SSDs em vez de discos rígidos de alta velocidade que têm despesas de resfriamento consideravelmente mais altas associadas a eles.
Saber quais partes estão dentro de um SSD é quase tão importante quanto o desempenho que ele oferece quando em serviço. A diferença entre MLC e Enterprise MLC (eMLC) NAND é de cerca de 6,940 TBW de vida útil. Com o ambiente de gravação pesado para o qual o Samsung SSD SM825 está ajustado, a Samsung equipa a unidade adequadamente, incluindo o Toggle DDR NAND de classe eMLC 30nm da própria Samsung com buffer de 256 MB de Samsung DDR2-800 SDRAM e gerenciado pelo S3C29MAX01-Y330 ARM de três núcleos da Samsung controlador. Ao fabricar todos os componentes internamente, a Samsung pode escolher os componentes de maior qualidade e ter integração completa de hardware e software que, de outra forma, poderia ser perdida se depender de empresas externas para componentes principais.
A proteção de dados em caso de falha de energia é tratada por quatro grandes ultracapacitores que permitem que os dados sejam liberados do SDRAM quando a energia de entrada é perdida. Quando instalados em um sistema, esses capacitores requerem no máximo 55 segundos para carregar, durante esse tempo o buffer do cache é desabilitado (modo write-through). Uma vez que os capacitores estão funcionando, o SSD entra em seu modo de operação normal, onde o cache está totalmente funcionando e pode ter tempo suficiente para liberar para NAND no caso de uma falha de energia. Para explicar esse comportamento, a Samsung fornece um diagrama em seu manual técnico descrevendo esse processo.
Benchmarks Corporativos
A mídia Flash precisa ser testada de maneira diferente das unidades de prato padrão e até mesmo dos SSDs baseados em cliente. O desempenho do Flash muda quanto mais tempo você grava em uma unidade e as velocidades diminuem até que a unidade atinja sua velocidade de estado estável. Em um ambiente corporativo, o burst inicial dificilmente é relevante se, após uma hora de uso, a unidade não estiver mais obtendo essa velocidade. É aqui que entra o benchmarking de estado estável, mostrando como a unidade funciona sob uma carga 24 horas por dia, 7 dias por semana. Por esse motivo, todos os benchmarks a seguir foram pré-condicionados e registrados em um modo de estado estacionário.
Comparamos o Samsung SSD SM200 de 825 GB (SATA, eMLC NAND) com o Micron P100 de 300 GB (SATA, SLC NAND) e o Toshiba MKx400GRZB de 001 GB (SAS, SLC NAND) para fornecer uma comparação equilibrada de SSDs que os compradores veriam no mesmo uso intensivo de gravação. categoria empresarial. Também usamos nossa nova plataforma de teste e metodologia para comparar o SM825 para representar com precisão seus recursos. A plataforma de teste empresarial usada nesta revisão é um Lenovo ThinkServer RD240, equipado com processadores duplos Intel Xeon X5650, executando o Windows Server 2008 R2. Para benchmarks de unidade única, conectamos cada SSD por meio de um LSI SAS 9211-8i HBA para medir o desempenho sem qualquer influência do cache. 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 4k e mede o desempenho com uma profundidade de fila de 4. Nesse cenário, a Samsung afirma uma velocidade de leitura de 250 MB/s e uma velocidade de gravação estável de 200 MB/s para seus 400GB SM825. Esperamos que o modelo de análise de 200 GB de capacidade inferior fique abaixo dos números citados.
Medimos uma velocidade de leitura estável de 193 MB/s e uma velocidade de gravação de 206 MB/s. Eles eram inferiores aos equivalentes SATA/SAS 6.0Gb/s Micron e Toshiba SLC, mas isso era esperado.
Mudando para 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.
No teste de transferência aleatória de 2 MB, as velocidades de estado estacionário mediram 174 MB/s de leitura e 86 MB/s de gravação. As velocidades de leitura diminuíram ligeiramente em relação ao teste sequencial puro, mas o que foi surpreendente foi a velocidade de gravação de 86 MB/s que veio acima do Toshiba SSD e abaixo do Micron P300. A Samsung não estava brincando quando disse que esta unidade poderia competir em um nível semelhante aos SSDs baseados em SLC.
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.
A Samsung listou um pico de velocidade de leitura aleatória sustentada de 4K de 35,000 IOPS com o modelo de 400 GB, com velocidades que devem diminuir nas capacidades menores. Em seu pico, nosso SM200 de 825 GB mediu 30,510 em uma profundidade de fila de 16 e manteve-se nesse nível por meio de uma profundidade de fila de 64.
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 assim que 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.
Medimos uma velocidade de gravação aleatória de 4K em estado estacionário de 9,847 IOPS em nosso SM200 de 825 GB, que ficou muito próximo dos 10,000 IOPS sustentados que a Samsung lista no modelo de 400 GB. Nessa velocidade passou uma média de 38MB/s de dados com uma latência média de 3.25ms. Durante este teste, teve um tempo de resposta de pico de 61.43ms.
Nossa última série de benchmarks sintéticos compara ambas as 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.
O Samsung SSD SM825 mediu uma velocidade média de 15,589 IOPS, que não ficou muito atrás das contrapartes baseadas em SLC. Ele ficou atrás do Toshiba SSD neste cenário por uma diferença de cerca de 25%.
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.
O Samsung SM825 baseado em eMLC ainda ficou atrás do Toshiba baseado em SLC em 22.9% no perfil do servidor de arquivos, mas foi apenas 7.3% mais lento que o Micron P300.
Nosso perfil de servidor web é somente leitura com tamanhos de transferência de 512 bytes a 512 KB.
Com as velocidades de leitura muito mais fortes do SATA/SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB e Micron P300, o Samsung SM825 ficou para trás no perfil de servidor Web somente leitura. Ele tinha uma velocidade média de 12,199 IOPS em comparação com 16,584 IOPS do P300 e 24,193 do Toshiba.
O último perfil analisa uma estação de trabalho, com uma mistura de 20% de gravação e 80% de leitura usando transferências de 8K.
O perfil da estação de trabalho foi facilmente o mais difícil no SM825 baseado em eMLC, com os SSDs SLC mostrando força muito maior nessa situação. O SM825 conseguiu uma velocidade de 6,443 IOPS em comparação com 22,926 IOPS do P300 e 26,337 IOPS com o Toshiba.
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. Uma das principais mensagens que a Samsung está colocando por trás do SM825 é o baixo consumo de energia. Comparado aos discos rígidos SAS tradicionais de 15K, o SM825 fica ocioso em 1.8 watts em comparação com 8.5 watts de um disco rígido de 15K RPM, uma redução massiva de energia. Em uso ativo com uma mistura aleatória de 4% de leitura/70% de gravação em 30K, o consumo de energia salta para 12.6 watts com o disco rígido e 3.2 watts com o SM825. Esses números são enormes ao calcular o TCO; 22 IOPS/watt quando ativo para o disco rígido, enquanto o SM825 funciona com 7,200 IOPS/watt.
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 Samsung SSD SM825 usou 5.11 watts ou menos. A atividade com maior consumo de energia para o SM825 foi a gravação sequencial QD4 de 2 MB, usando uma média de 5.11 watts durante o teste. O segundo foi a gravação aleatória de 4K QD32, o terceiro foi a leitura QD4 sequencial e a leitura estável de 4K QD32 chegando em quarto. Durante a atividade de gravação pesada, o Samsung SSD SM825 usou pouco menos da quantidade de energia que o SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB exigia, embora a energia diminuísse rapidamente para níveis muito mais baixos, quase em paridade com o Micron P300, sob cargas pesadas de leitura.
Um grande impulso para um SSD eMLC em um ambiente de datacenter está em torno do custo por GB e IOPS/Watt. Calculamos um número de 14,980 IOPS/watt em leitura aleatória pura de 4K em uma profundidade de fila de 32, caindo para 2,042 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 16,385 IOPS/watt de leitura ou 3,082 IOPS/watt de gravação no Toshiba. 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
Como sabemos, em ambientes corporativos, os SSDs têm mais a ver com desempenho sustentado durante a vida útil da unidade do que com velocidades brutas de pico. Também estamos vendo uma mudança de SSDs SLC mais caros para SSDs eMLC econômicos, pois os usuários corporativos procuram o ponto ideal em sua curva de desempenho/TCO. A indústria deixou claro que o eMLC NAND tem o poder de permanecer em data centers e a Samsung apóia ainda mais essa mensagem com seu SM825 com 7,000 TBW na capacidade de 400 GB.
Com a mudança para eMLC, ocorre uma queda esperada no desempenho quando comparado aos SSDs usando SLC NAND. Para crédito da Samsung, eles atenuam isso na medida do possível, selecionando o melhor NAND de suas fábricas. Eles também usam seu próprio processador e contam com engenheiros para criar firmware personalizado, para que o pacote como um todo funcione em conjunto, o que significa melhor desempenho, confiabilidade e compatibilidade. Em nossos testes, descobrimos que o SM825 oferece a maior parte do desempenho de um SSD SLC em diversas situações. Nos perfis de banco de dados e servidor de arquivos, o SM825 ficou atrás do SLC Toshiba MKx001GRZB em 25% e 22.9%, respectivamente. No perfil de servidor Web de leitura intensiva e no cenário de estação de trabalho, o SM825 perdia por valores maiores trabalhando para 49.6% e 75.5%, mas para ser justo, este SSD não foi projetado para essa carga de trabalho específica.
No início desta revisão, mencionamos que o principal mercado-alvo para esta unidade é a empresa. À medida que mais horas e TBs são registrados em SSDs, os compradores podem descobrir qual unidade se adapta melhor aos seus cenários de uso; seja MLC, eMLC ou SLC. Com enormes diferenças de preço separando cada um, faz muito sentido obter aquele que melhor se adapta ao seu modelo de TCO. O Samsung SSD SM825 equipado com eMLC NAND é capaz de caber na conta de um SSD de nível empresarial com uso intensivo de gravação, mas ainda tem um preço muito mais baixo em comparação com a concorrência SLC. Para empresas que se enquadram no modelo de velocidade/uso, comprar esses drives faz sentido, em outras situações não.
Vantagens
- Solução interna completa
- Forte 10K IOPS aleatório de estado estacionário 4K
- 7,000 TBW do modelo de 400 GB
Desvantagens
- Velocidades de leitura SATA 3.0Gb/s mais lentas aumentam a velocidade em cenários de leitura pesada em comparação com SSDs SLC SAS e SATA 6.0Gb/s
ponto de partida
Dado o cenário de uso do data center para o qual o Samsung SM825 SSD foi criado, a unidade resistiu bem, fornecendo quase 10,000 IOPS em testes 4K aleatórios de estado estacionário. As interfaces eMLC e SATA de baixo custo destacam a proposta de valor, enquanto o NAND, o controlador, o cache DRAM e o firmware personalizado da Samsung proporcionam desempenho, confiabilidade e compatibilidade sólidos - tudo o que importa muito, dada a longa vida útil esperada para este SSD. O SM825 acaba fornecendo uma grande combinação de recursos e certamente fará parte de uma lista restrita, já que os compradores corporativos procuram economizar mais dinheiro ajustando SSDs mais direcionados em cenários de uso específicos.
