De volta à CES deste ano, a Toshiba anunciou sua nova linha BG4. BG4 representa a quarta geração da linha de produtos SSD Ball Grid Array (BGA) da empresa. Esses novos SSDs vêm no minúsculo fator de forma M.2 2230, tornando-os ideais para PCs ultramóveis, notebooks 2 em 1, dispositivos IoT/integrados e unidades de inicialização de matriz de armazenamento e servidor. Embora as unidades sejam pequenas, elas vêm em capacidades que variam de 128 GB a 1 TB.
De volta à CES deste ano, a Toshiba anunciou sua nova linha BG4. BG4 representa a quarta geração da linha de produtos SSD Ball Grid Array (BGA) da empresa. Esses novos SSDs vêm no minúsculo fator de forma M.2 2230, tornando-os ideais para PCs ultramóveis, notebooks 2 em 1, dispositivos IoT/integrados e unidades de inicialização de matriz de armazenamento e servidor. Embora as unidades sejam pequenas, elas vêm em capacidades que variam de 128 GB a 1 TB.
A unidade BG4 aproveita o BiCS FLASH de 96 camadas da Toshiba para atingir velocidades cotadas de até 2.3 GB/s de leitura e 1.8 GB/s de gravação, bem como taxa de transferência de até 390 IOPS de leitura e 200 IOPS de gravação. Nada mal para algo um pouco maior que um cartão SD. O BG4 é capaz de atingir esses números usando apenas 3.7 W de potência. Para maior segurança, a Toshiba também oferecerá o BG4 em um modelo SED que suporta TCG Opal Versão 2.01.
O BG4 vem em um pacote único M.2 1620, bem como um fator de forma de módulo M.2 2230. Para esta análise, veremos o módulo M.1 1,024-S2 de 2230 TB (3 GB).
Especificações Toshiba BG4 NVMe SSD
| Capacidade | 1,024GB | 512GB | 256GB | 128GB |
| Fator de forma | M.2 2230-S3 | M.2 2230-S2 | ||
| NAND | BICS FLASH TLC | |||
| Interface | Revisão da Especificação Base PCIe 3.1a (Revisão NVMe 1.3b) | |||
| Desempenho (máx.) | ||||
| Leitura Seqüencial | 2,300MB / s | 2,200MB / s | 2,200MB / s | 2,000MB / s |
| Escrita Seqüencial | 1,800MB / s | 1,400MB / s | 1,400MB / s | 800MB / s |
| Leitura aleatória | IOPS 390K | IOPS 330K | IOPS 330K | IOPS 200K |
| Random Write | IOPS 200K | IOPS 190K | IOPS 190K | IOPS 150K |
| Tensão de alimentação | 3.3 V ± 5% | |||
| Consumo de energia | ||||
| Ativo | 3.7W | 3.5W | 3.6W | 3.4W |
| modo L1.2 | 5mW | |||
| MTTF | 1.5 milhões de horas | |||
| Físico | ||||
| Dimensão | 30mmx22mmx2.38mm | 30mmx22mmx2.23mm | ||
| Peso | 2.6g | 2.5g | ||
| Temperature | ||||
| Operativo | 0 para 85 ° C | |||
| Não operacional | -40 a 85 ° C | |||
| Humidade | 8% a 90% UR | |||
| vibração | 196 m/s^2 { 20 G } (Pico, 10 ~ 2,000 Hz) | |||
| Choque | 14.7 km/s^2 { 1,500 G } (0.5 ms) | |||
Projeto e construção de SSD Toshiba BG4 NVMe
O Toshiba BG4 é um SSD muito pequeno com um único pacote NAND de um lado e em branco do outro.
A unidade em si é menor que um SD padrão.
Desempenho do SSD Toshiba BG4 NVMe
Mesa de teste
A plataforma de teste utilizada nesses testes é uma Dell PowerEdge R740xd servidor. Medimos o desempenho do SATA por meio de uma placa RAID Dell H730P dentro deste servidor, embora definimos a placa no modo HBA apenas para desativar o impacto do cache da placa RAID. O NVMe é testado nativamente por meio de uma placa adaptadora M.2 para PCIe. A metodologia usada reflete melhor o fluxo de trabalho do usuário final com os testes de consistência, escalabilidade e flexibilidade nas ofertas de servidores virtualizados. Um grande foco é colocado na latência da unidade em toda a faixa de carga da unidade, não apenas nos menores níveis de QD1 (Queue-Depth 1). Fazemos isso porque muitos dos benchmarks comuns do consumidor não capturam adequadamente os perfis de carga de trabalho do usuário final.
Houdini por SideFX
O teste Houdini foi projetado especificamente para avaliar o desempenho do armazenamento no que se refere à renderização CGI. O banco de teste para esta aplicação é uma variante do núcleo Dell PowerEdge R740xd tipo de servidor que usamos no laboratório com duas CPUs Intel 6130 e DRAM de 64 GB. Neste caso, instalamos o Ubuntu Desktop (ubuntu-16.04.3-desktop-amd64) executando bare metal. A saída do benchmark é medida em segundos para ser concluída, com menos sendo melhor.
A demonstração do Maelstrom representa uma seção do pipeline de renderização que destaca os recursos de desempenho do armazenamento, demonstrando sua capacidade de usar efetivamente o arquivo de troca como uma forma de memória estendida. O teste não grava os dados do resultado nem processa os pontos para isolar o efeito do tempo decorrido do impacto da latência no componente de armazenamento subjacente. O teste em si é composto por cinco fases, três das quais executamos como parte do benchmark, que são as seguintes:
- Carrega pontos compactados do disco. Este é o momento de ler do disco. Isso é de thread único, o que pode limitar a taxa de transferência geral.
- Descompacta os pontos em uma única matriz plana para permitir que sejam processados. Se os pontos não tiverem dependência de outros pontos, o conjunto de trabalho pode ser ajustado para permanecer no núcleo. Esta etapa é multiencadeada.
- (Não Executar) Processe os pontos.
- Reempacota-os em blocos agrupados adequados para armazenamento em disco. Esta etapa é multiencadeada.
- (Não executado) Grave os blocos agrupados de volta no disco.
O Toshiba BG4 se saiu muito bem em nosso teste de Houdini, marcando perto do topo nas unidades não Optane com uma pontuação de 2,624 segundos.
Desempenho do SQL Server
Usamos uma instância leve e virtualizada do SQL Server para representar adequadamente o que um desenvolvedor de aplicativos usaria em uma estação de trabalho local. O teste é semelhante ao que executamos em storage arrays e unidades corporativas, apenas reduzido para ser uma aproximação melhor dos comportamentos empregados pelo usuário final. A carga de trabalho 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.
A VM leve do SQL Server é configurada com três vDisks: volume de 100 GB para inicialização, um volume de 350 GB para o banco de dados e arquivos de log e um volume de 150 GB usado para o backup do banco de dados que recuperamos após cada execução. Do ponto de vista dos recursos do sistema, configuramos cada VM com 16 vCPUs, 32 GB de DRAM e aproveitamos o controlador LSI Logic SAS SCSI. Este teste usa o SQL Server 2014 em execução em VMs convidadas do Windows Server 2012 R2 e é reforçado pelo Benchmark Factory da Dell para bancos de dados.
Configuração de teste do SQL Server (por VM)
- Windows Server 2012 R2
- Ocupação de armazenamento: 600 GB alocados, 500 GB usados
- SQL Server 2014
- Tamanho do banco de dados: escala 1,500
- Carga de cliente virtual: 15,000
- Memória RAM: 24 GB
- Duração do teste: 3 horas
- 2.5 horas de pré-condicionamento
- período de amostra de 30 minutos
Ao olhar para a saída do SQL Server, o Toshiba BG4 ficou em penúltimo lugar em nosso pacote com 2,568.4 TPS.
Para a latência média do SQL Server, o BG4 novamente ficou em penúltimo lugar com 1,099 ms.
Análise de Carga de Trabalho do VDBench
O pico de desempenho de leitura de 4K do Toshiba BG4 apresentou latência abaixo de milissegundos, mas a unidade ficou em último lugar com um desempenho máximo de aproximadamente 158K IOPS com uma latência de cerca de 820μs antes de cair um pouco.
Para desempenho de gravação em 4K, o BG4 mais uma vez ficou em último desta vez por uma margem muito maior. A unidade atingiu um pico de 16,463 IOPS com uma latência de 7.77 ms. Para um ponto de comparação, o desempenho superior estava bem acima de 350 IOPS com desempenho de latência abaixo de um milissegundo.
Mudando para cargas de trabalho sequenciais, vemos um aumento no desempenho em nosso benchmark de leitura de 64K, vendo o BG4 ficar aproximadamente no meio com um desempenho máximo de 16,376 IOPS ou 1.02 GB/s com uma latência de 977 μs.
A gravação de 64K novamente viu a unidade cair para o fundo do pacote com uma pontuação máxima de 1,565 IOPS ou 97 MB/s com uma latência de 10.2 ms.
Em seguida, analisamos nossos benchmarks de VDI, que são projetados para sobrecarregar ainda mais as unidades. Esses testes incluem Boot, Initial Login e Monday Login. Olhando para o teste de inicialização, o BG4 começou e permaneceu na parte inferior do pacote com desempenho máximo de 39,869 IOPS e latência de 851μs.
Para VDI Initial Login, o BG4 ficou atrás com um desempenho máximo de aproximadamente 4,200 IOPS em uma latência de 6.9 ms.
O VDI Monday Login também viu a unidade na retaguarda com um desempenho máximo de 4,621 IOPS e uma latência de 3.45 ms.
Conclusão
O Toshiba BG4 é a quarta geração da linha SSD de matriz de grade de esferas da Toshiba. Os produtos BGA vêm em formatos minúsculos (M.2 1620 ou M.2 2230 neste caso) para caber em PCs ultramóveis, notebooks 2 em 1, dispositivos IoT/integrados e também podem ser usados como uma unidade de inicialização de matriz de armazenamento. Uma faceta interessante do BG4 é que, embora ainda seja pequeno como outros dispositivos incorporados, ele possui capacidades de até 1 TB. A unidade também é oferecida em um modelo SED compatível com TCG Opal Versão 2.01.
Para o desempenho, é preciso haver alguma perspectiva. Embora o BG4 tenha a capacidade de vários dos SSDs de consumo que testamos, ele é muito mais específico em seus casos de uso. Com exceção de Houdini (onde o BG4 pontuou perto do topo com 2,624 segundos), o BG4 teve um desempenho ruim em comparação. No entanto, possui alto desempenho para um dispositivo embarcado. O BG4 teve desempenho do SQL Server de 2,568.4 TPS com latência média de 1,099ms. Para o VDBench, o BG4 obteve pontuações como leitura aleatória de 158K IOPS 4K, gravação aleatória de 16K IOPS 4K e pontuações sequenciais de 1.02GB/s lidas em 64K e 97MB/s gravadas em 64K. Nossos benchmarks de VDI registraram 40 IOPS de inicialização, 4,200 IOPS de login inicial e 4,621 IOPS para o login de segunda-feira.
Para um dispositivo embutido com um fator de forma tão pequeno, é bom ver essas altas capacidades da Toshiba. Embora o desempenho estivesse atrás dos outros SSDs com os quais o comparamos, era bastante forte para um dispositivo incorporado e os possíveis casos de uso em que se encontraria. que muitas vezes é suspeito neste segmento do mercado.
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