Quando a SMART Storage Systems (agora SanDisk) anunciou o Optimus SAS SSD meses atrás, seu orgulho em design, construção e fabricação era claro, muito parecido com um pai orgulhoso desfilando seu primogênito. A chave da perspectiva da SMART é ser capaz de entender melhor o NAND para impulsionar a resistência de nível empresarial do MLC NAND de nível de consumidor. No entanto, o Optimus vai um passo além, pressionando as habilidades de engenharia da SMART, aproveitando um firmware personalizado construído em cima de um controlador personalizado, dando a eles ainda mais controle sobre o SSD como um sistema. Os resultados são impressionantes para um SSD empresarial convencional – resistência de 10 gravações de unidades aleatórias completas por dia durante cinco anos, juntamente com taxa de transferência de leitura/gravação sustentada de até 500 MB/s. As especificações por si só não contam toda a história do Optimus. Na introdução desta análise, já chamamos o Optimus de um SSD corporativo convencional, que é amplamente baseado no perfil NAND. Isso pode ser um erro no entanto. Embora o Optimus possa apresentar resistência semelhante a SLC com MLC NAND, ele também é capaz de apresentar desempenho semelhante a SLC, com MLC NAND. Em alguns casos, ele até supera os drives SLC, nos quais vamos nos aprofundar mais abaixo.
Quando a SMART Storage Systems (agora SanDisk) anunciou o Optimus SAS SSD meses atrás, seu orgulho em design, construção e fabricação era claro, muito parecido com um pai orgulhoso desfilando seu primogênito. A chave da perspectiva da SMART é ser capaz de entender melhor o NAND para impulsionar a resistência de nível empresarial do MLC NAND de nível de consumidor. No entanto, o Optimus vai um passo além, pressionando as habilidades de engenharia da SMART, aproveitando um firmware personalizado construído em cima de um controlador personalizado, dando a eles ainda mais controle sobre o SSD como um sistema. Os resultados são impressionantes para um SSD empresarial convencional – resistência de 10 gravações de unidades aleatórias completas por dia durante cinco anos, juntamente com taxa de transferência de leitura/gravação sustentada de até 500 MB/s. As especificações por si só não contam toda a história do Optimus. Na introdução desta análise, já chamamos o Optimus de um SSD corporativo convencional, que é amplamente baseado no perfil NAND. Isso pode ser um erro no entanto. Embora o Optimus possa apresentar resistência semelhante a SLC com MLC NAND, ele também é capaz de apresentar desempenho semelhante a SLC, com MLC NAND. Em alguns casos, ele até supera os drives SLC, nos quais vamos nos aprofundar mais abaixo.
O Optimus complementa outras ofertas corporativas da SMART projetadas em torno do controlador SandForce. A SMART mantém a linha dupla de produtos para atender às diversas necessidades de carga de trabalho e orçamentos do comprador corporativo. A família Optimus é certamente o seu carro-chefe, com uma variedade de ofertas dependendo da necessidade de resistência do caso de uso. O Optimus carrega um padrão de 28% sobre provisionamento (OP) e 10 gravações de unidade por dia (DWPD), onde o upstream do Optimus Ultra oferece 71% OP e 25DWPD e o Optimus Ultra+ traz 156% OP e suporta 50 DWPD, todos com padrão MLC NAND.
O OP desempenha um papel importante na resistência, mas esse não é o único truque que a SMART traz para a mesa. A SMART desenvolveu um conjunto de tecnologias que em conjunto respondem às necessidades de resistência da Optimus, mas também de performance e proteção de dados. De um modo geral, eles se enquadram no guarda-chuva da Guardian Technology, que consiste em FlashGuard, DataGuard e EverGuard. Coletivamente, a Guardian Technology não apenas fornece algoritmos e metodologia de manipulação de flash e resistência, mas também inclui proteção completa do caminho de dados e proteção contra falha de energia. O Optimus também oferece recursos exigidos pela empresa, como criptografia AES de 256 bits, conformidade empresarial TGC, suporte T-10 DIF e garantia de cinco anos. O Optimus vem em 200 GB, 400 GB e 800 GB no fator de forma padrão SAS de 9.5 mm e 2.5 ″. Um Optimus de 1.6 TB também está disponível em uma altura de unidade de 15 mm.
Sistemas de armazenamento SMART Especificações Optimus SAS
- Capacidades
- 200 GB – TXA2D20200GA6001
- 400 GB – TXA2D20400GA6001
- 800 GB – TXA2D20800GA6001
- 1.6 TB – TXA2D21600GA6001
- Leitura/gravação sustentada: 500/500 MB/s
- 1GB/s de leitura sustentada Wide Port
- Leitura/Gravação Aleatória 100K/50K IOPS
- Interface SAS de 6 Gb/s
- Portas de interface duplas/amplas
- Tamanhos de setor: 512, 520, 528 bytes
- Confiabilidade de dados 1 erro irrecuperável em 1017 bits lidos
- Resistência: 10 gravações de unidade aleatória completa/dia
- Recuperação de falha de energia: circuito de energia de backup
- Proteção de caminho de dados: DataGuard, T-10 DIF
- Garantia 5 anos
- Segurança Em conformidade com o TCG Enterprise
- Criptografia AES 256 bits
- Potência: Ativo (Tipo) 7 W
- Choque: 1000 g meio senoidal, 0.5 mseg, 3 choques ao longo de cada eixo, X, Y, Z, em cada direção
- Vibração: 2.17 g rms, 7-800 Hz
- Temperatura de operação: 0° C a 70° C (interno)
- Temperatura de armazenamento: -40 ° C a 90 ° C
- Umidade: 5% a 95%, sem condensação, umidade relativa
- Altitude: 5486.4 m [18,000 pés]
- Comprimento 100.20 mm x Largura 69.85 mm x Altura 9.50 mm (1.6 TB 15 mm)
Design e Construção
O SMART Storage Systems Optimus é um SSD de 9.5 mm voltado para empresas com uma interface SAS. Ao contrário da maioria de seus concorrentes, excluindo o P300, que também é de 9.5 mm, o Optimus segue esse fator de forma menor em vez do Z-height maior de 15 mm (exceto o Optimus de 1.6 TB, que é de 15 mm) comumente encontrado em unidades flash corporativas ou eixo. Isso dá a ele o melhor passo à medida que muitas plataformas corporativas começam a mudar seu foco dos tradicionais formatos de disco rígido de 2.5 polegadas para designs mais finos orientados para SSD.
A caixa em torno do Optimus é uma liga usinada em CNC que se encaixa perfeitamente em todos os sistemas em que a montamos. Ser usinada em CNC também oferece uma vantagem quando se trata de estrutura interna, pois a SMART pode projetar a caixa para se ajustar perfeitamente aos componentes da placa de circuito para atuar como um condutor térmico maciço. Todo o SSD tem uma boa quantidade de substância em seu peso, sem ser tão pesado quanto alguns de seus irmãos de altura Z de 15 mm.
Uma visão frontal do Optimus mostra sua interface SAS, que é compatível com duas portas e está classificada para conectividade de 6.0 Gb/s. Nenhum pino de serviço ou conectores adicionais são visíveis na frente; embora a parte traseira tenha uma abertura que não está sendo utilizada na amostra que recebemos.
Abrir o Optimus é bastante simples no que diz respeito à maioria dos SSDs corporativos. Você simplesmente remove quatro parafusos de cabeça Phillips de tamanho padrão e separa as tampas superior e inferior. Dentro, encontramos uma tampa superior e inferior cuidadosamente usinadas, que ajudam a afastar o calor de componentes importantes, como NAND, reguladores de energia, capacitores e controlador.
No coração dos sistemas de armazenamento SMART, o Optimus SSD é um controlador personalizado que executa o firmware SMART otimizado junto com a tecnologia Guardian da SMART. Essa combinação é o que impulsiona a resistência 10DWPD do consumidor MLC Toshiba NAND. Nosso SSD utilizável de 512 GB e 400 GB incluía Toshiba MLC Toggle NAND (TH58TEG8D2HBA8C), que vimos pela última vez em nossa análise do Corsair Performance Pro voltado para o consumidor. Este NAND é então armazenado em cache com Micron RAM.
Histórico de testes e comparáveis
Nossos sistemas de armazenamento SMART de 400 GB Optimus usam um controlador personalizado e Toshiba MLC NAND com uma interface SAS 6.0 Gb/s. Os comparáveis estão listados abaixo e incluem exclusivamente drives baseados em SLC. Como fica evidente abaixo, incluir SSDs corporativos MLC ou eMLC com especificações semelhantes teria jogado a escala de nossos gráficos muito fora de sintonia e não faria justiça ao Optimus, pois mostrar seu desempenho em unidades baseadas em SLC é mais relevante.
Comparáveis para esta revisão:
- Micron RealSSD P300 (100 GB, controlador Micron 88SS9174, Micron 34nm SLC NAND, SATA de 6.0 Gb/s)
- SanDisk Lightning LB 406S (400 GB, controlador Pliant PTHEMI2-1VO, Micron 34nm SLC NAND, SAS de 6.0 Gb/s)
- Hitachi Ultrastar SSD400S.B (400 GB, controlador Intel EW29AA31AA1, Intel 25nm SLC NAND, SAS de 6.0 Gb/s)
- Toshiba MKx001GRZB (400 GB, controlador Marvell 88SS9032, Toshiba 32nm SLC NAND, SAS de 6.0 Gb/s)
Todos os SSDs corporativos são comparados em nossa plataforma de testes corporativos com base em um Lenovo ThinkServer RD240. O ThinkServer RD240 é configurado com:
- 2 x Intel Xeon X5650 (2.66 GHz, 12 MB de cache)
- Windows Server 2008 Standard Edition R2 SP1 64 bits e CentOS 6.2 64 bits
- Chipset Intel 5500+ ICH10R
- Memória – 8GB (2 x 4GB) 1333Mhz DDR3 RDIMMs registrados
- HBA LSI 9211 SAS/SATA 6.0Gb/s
Análise de Carga de Trabalho Sintética Corporativa
O desempenho do flash varia durante a fase de pré-condicionamento de cada dispositivo de armazenamento. Nosso processo de benchmark de armazenamento corporativo começa com uma análise do desempenho da unidade durante uma fase completa de pré-condicionamento. Cada uma das unidades comparáveis é apagada com segurança usando as ferramentas do fornecedor, pré-condicionadas em estado estacionário com a mesma carga de trabalho com a qual o dispositivo será testado sob uma carga pesada de 16 threads com uma fila pendente de 16 por thread e, em seguida, testado em intervalos definidos em vários perfis de profundidade de thread/fila para mostrar o desempenho sob uso leve e pesado.
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)
Nossa Enterprise Synthetic Workload Analysis inclui quatro perfis baseados em tarefas do mundo real. Esses perfis foram desenvolvidos para facilitar a comparação com nossos benchmarks anteriores, bem como valores amplamente publicados, como velocidade máxima de leitura e gravação de 4K e 8K 70/30, que é comumente usado para unidades corporativas. Também incluímos duas cargas de trabalho mistas herdadas, o servidor de arquivos tradicional e o servidor da Web, cada um oferecendo uma ampla combinação de tamanhos de transferência.
- 4K
- 100% de leitura ou 100% de gravação
- 100% 4K
- 8K 70/30
- 70% de leitura, 30% de gravação
- 100% 8K
- Servidor de arquivos
- 80% de leitura, 20% de gravação
- 10% 512b, 5% 1k, 5% 2k, 60% 4k, 2% 8k, 4% 16k, 4% 32k, 10% 64k
- webserver
- 100% lido
- 22% 512b, 15% 1k, 8% 2k, 23% 4k, 15% 8k, 2% 16k, 6% 32k, 7% 64k, 1% 128k, 1% 512k
Começando com nossa primeira carga de trabalho de pré-condicionamento com 100% de atividade aleatória de 4K, o SMART Optimus começa com uma taxa de burst mais lenta, semelhante ao Toshiba eSSD, mas como as outras unidades caem rapidamente, o Optimus assume a liderança sobre seus concorrentes SLC.
Mudando nosso foco para a latência em nosso estágio de pré-condicionamento de saturação total, o Optimus tem os tempos de resposta mais rápidos de longe durante nossa carga de trabalho 100K 4% aleatória.
À medida que mudamos o foco para a latência de pico na carga de trabalho de pré-condicionamento de 4K, o SMART Optimus mantém as respostas máximas mais baixas, o que é muito exclusivo em comparação com outros produtos MLC ou mesmo eMLC.
Outra visão da capacidade de resposta ao longo do tempo em nosso teste de pré-condicionamento 4K mostra que o Optimus manteve tempos de resposta muito consistentes durante toda a duração do teste... o mais baixo de todo o grupo.
Após a conclusão do processo de pré-condicionamento, o SMART Optimus apresentou a maior média de taxa de transferência aleatória de 100% 4K nas atividades de leitura e gravação. Ele mediu 92,698 IOPS de leitura aleatória de 4K e 34,778 IOPS de gravação aleatória de 4K, bem acima da maioria das unidades em ambas as categorias.
Com seu desempenho de throughput incrivelmente rápido, o SMART Optimus também ofereceu a menor latência média.
Comparando os tempos de resposta de pico em nosso teste 100K 4% aleatório, o SMART Optimus teve os melhores tempos de resposta de pico do grupo.
Comparando o desvio padrão de leitura e gravação aleatória de 4K, o Optimus foi muito consistente e liderou o pacote de SSDs SLC empresariais.
Em nossa primeira carga de trabalho mista usando um perfil de 8K com 70% de leitura e 30% de dispersão de gravação, o SMART Optimus novamente liderou o pacote em taxa de transferência; desta vez também oferecendo as maiores velocidades de rajada.
A latência média em nossa carga de trabalho de 8K 70/30 mostrou o SMART Optimus em um estado quase estável em torno da marca de duas horas, além de ter a melhor capacidade de resposta.
Semelhante à latência de pico que medimos em nossa carga de trabalho 100% 4K, o SMART Optimus novamente ofereceu alguns dos tempos de resposta de pico mais baixos, igualados apenas pelo Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Mergulhando mais fundo no desvio padrão da latência, o SMART Optimus ofereceu a latência mais consistente durante o nosso teste de pré-condicionamento 8K 70/30.
Enquanto a carga de trabalho 100% 4K analisou o desempenho em apenas uma carga de 16T/16Q, nossas cargas de trabalho mistas mostram como o desempenho escala em uma faixa de 2T/2T a 16T/16T. Os novos sistemas de armazenamento SMART Optimus Enterprise SSD ofereceram o desempenho líder de classe mais alto que vimos até agora em relação a qualquer outra unidade no espaço SATA/SAS MLC, eMLC ou SLC.
Mudando nosso foco para a latência média, o Optimus ofereceu os melhores tempos de resposta de longe, com exceção das cargas 2T/2T e 2T/4T mais baixas, onde o Hitachi SSD400S.B e o Toshiba eSSD ofereceram melhor desempenho off-line.
Comparando os tempos de resposta de pico no espectro de carga de trabalho 8K 70/30, o SMART Optimus ofereceu os números de latência máxima mais baixos, com o Hitachi SSD400S.B chegando mais próximo.
Mudando nosso foco para o desvio padrão de latência, o SMART Optimus perdeu um pouco de sua vantagem para o Hitachi SSD400S.B, embora ainda tenha ficado muito próximo do segundo.
A próxima carga de trabalho que examinamos é nosso perfil de servidor de arquivos, que abrange uma ampla variedade de tamanhos de transferência, de 512b a 512K. Nesta seção, o Optimus desliza para o segundo lugar pela primeira vez, abaixo do SanDisk Lightning LB 406S.
Comparando a latência média em nossa carga de trabalho do servidor de arquivos, o Optimus começa a se estabilizar em desempenho um pouco depois de 2 horas, em comparação com o SanDisk Lightning, que atingiu o estado estável por volta de 20 minutos em nosso processo de pré-condicionamento.
Enquanto o SanDisk Lightning LB 406S ofereceu a taxa de transferência mais rápida e a menor latência média, o Optimus foi capaz de oferecer latência de pico ligeiramente menor durante o processo de pré-condicionamento.
Comparando o desvio padrão de latência em nossa carga de trabalho do servidor de arquivos, enquanto o SMART Optimus foi capaz de ter picos de latência ligeiramente mais baixos, sua consistência ficou em segundo lugar para o SanDisk LB 406S (e quase igual ao Ultrastar SSD400S.B), que ofereceu o melhor de o grupo.
Embora nossa fase de pré-condicionamento estivesse analisando a carga de trabalho do servidor de arquivos com uma carga estática de 16T/16Q, o segmento principal desse teste varia entre 2T/2T e 16T/16Q para mostrar como cada SSD corporativo funciona com uma carga de saturação mínima a máxima. O SanDisk Lightning LB 406S ofereceu o melhor desempenho nesta categoria, exceto para a carga 2T/2Q, com o SSD SMART Optimus logo atrás.
Comparando os tempos médios de resposta, o SanDisk LB 406S e o SMART Optimus se destacaram com tempos de resposta muito baixos, mostrando a maior resistência em condições de carga mais pesadas.
A comparação da latência máxima em vários segmentos de carga de nosso teste de servidor de arquivos mostrou o SMART Optimus e o Hitachi Ultrastar SSD400S.B com os picos de latência mais baixos.
Analisando de perto a latência durante a duração de cada teste em nossas medições de desvio padrão, o SMART Optimus caiu para o terceiro lugar, seguindo o SanDisk Lightning LB 406S e o Hitachi Ultrastar SSD400S.B.
Nossa carga de trabalho de pré-condicionamento final pega o teste tradicionalmente de 100% de atividade de leitura do servidor Web e o transforma em 100% de gravação para pré-condicionar cada SSD. Neste segmento, o SanDisk Lightning LB 406S teve alto rendimento com os outros comparáveis, incluindo o Optimus chegando com desempenho muito inferior. A única área de preocupação que levantou a cabeça neste segmento foi uma grande queda no desempenho mais de três horas no teste, onde o desempenho caiu drasticamente antes de se recuperar.
Mudando para latência média em nosso teste de pré-condicionamento de servidor da Web de 100% de gravação, o SMART Optimus ficou em segundo lugar, atrás do SanDisk Lightning, embora no meio do teste tenha mostrado uma grande falha de latência.
Comparando os tempos máximos de resposta, o SMART Optimus se comportou razoavelmente bem durante a fase de pré-condicionamento, medindo abaixo de 250ms na maior parte do teste. O único pico maciço que ele teve mediu 54,689 ms quando congelou em um estágio de nosso teste.
O desvio padrão da latência foi excelente, exceto pelo pico, para o Optimus em nosso teste de pré-condicionamento do Servidor Web.
Para o restante de nosso teste de servidor da Web, voltamos para 100% de atividade de leitura (enquanto o pré-condicionamento era 100% de gravação). Neste teste, exceto para as cargas mais baixas de 2T/2T e 2T/4T, o SMART Optimus SSD ofereceu a taxa de transferência mais alta, seguido pelo Toshiba MKx001GRZB.
Os tempos médios de resposta do SMART Optimus foram excelentes no segmento 100% lido do nosso perfil Web Server, onde dominou o grupo SLC SSD.
Embora os tempos de resposta de pico no estágio de pré-condicionamento do perfil do servidor Web pudessem ter sido melhores para o SMART Optimus, ele virou uma nova página no segmento de leitura de 100%, onde ficou em segundo lugar para o Hitachi SSD400S.B com picos de latência mais baixos.
Com 100% de atividade de leitura sendo de impacto muito baixo para as unidades baseadas em SLC que testamos, com exceção do Micron RealSSD P300 baseado em SATA em cargas mais altas em QD32, cada unidade neste grupo mostrou um desvio padrão excepcionalmente consistente. Ao longo do teste, o Toshiba eSSD teve uma ligeira vantagem sobre o Optimus, embora não muito.
Conclusão
O SMART Storage Systems Optimus é a estreia de uma empresa que até agora fez seu nome com SSDs baseados em SandForce que às vezes podem ser prejudicados em uma perspectiva de desempenho em um mercado cada vez mais competitivo. Para ter sucesso, os fornecedores de SSD precisam se diferenciar com IP ou engenharia exclusivos, que é exatamente o que a SMART fez aqui. Embora eles não possuam uma NAND fab, eles conseguiram criar seu próprio firmware construído em torno de um controlador personalizado e métodos proprietários para lidar e endereçar o NAND que os permitem conduzir uma tremenda resistência e desempenho com o Optimus.
Para ser justo com os intuitivos SSDs comparáveis baseados em MLC e eMLC, ajustamos as composições para esta análise para serem apenas SLC. E com razão, o Optimus supera quase todas as unidades SATA ou SAS que tivemos no laboratório até o momento. Divulgação completa, alguns dos drives SLC que comparamos estão no mercado há anos, mas isso não muda o fato de que eles são a oferta corporativa líder de grandes empresas que são prejudicadas pelo Optimus. O Optimus se destaca em nossos benchmarks, mantendo os primeiros lugares em nossas cargas de trabalho 4K, 8K 70/30 e Web Server. Em áreas como a carga de trabalho 8K 70/30, o desempenho é substancialmente maior do que os modelos SLC concorrentes, incluindo melhor média e latência de pico.
O Optimus tem suas falhas, porém, onde vimos um aumento bastante grande na latência durante uma de nossas execuções de pré-condicionamento, onde a unidade parou por quase 55 segundos. Essa atividade não foi repetida em nenhum outro teste, nem afetou a atividade final de leitura de 100% que se seguiu ao estágio de pré-condicionamento. Para uma nova oferta ao mercado como a primeira a realmente levar o consumidor MLC NAND a níveis de desempenho e resistência que rivalizam com a concorrência SLC, não foi uma grande surpresa ver um ou dois pontinhos no desempenho. Esperamos que a maioria desses problemas restantes sejam resolvidos em futuras revisões de firmware, ou nem mesmo apareçam na maioria das instalações que não sobrecarregam as unidades tanto quanto nós.
Vantagens
- Pilha de firmware/software muito capaz que empurra uma unidade MLC além dos concorrentes SLC
- Extremamente rápido, liderando as ofertas corporativas de primeira linha em quase todas as categorias
- Excelente design que gera excelente desempenho térmico em um formato compacto de 9.5 mm
Desvantagens
- Grande pausa de latência encontrada em nosso teste de pré-condicionamento do servidor Web
ponto de partida
O SMART Storage Systems Optimus oferece resistência de 10 gravações completas de unidade por dia ao longo de sua vida útil garantida de cinco anos. Resistência sólida de uma unidade baseada em MLC, com certeza, mas ainda mais impressionante é o desempenho superior ao SLC que o Optimus oferece, conquistando os primeiros lugares em mais da metade de nossos benchmarks.
