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英特尔 SSD DC S3500 企业评测

by 存储审查

英特尔固态盘 DC S3500 专为云计算、网络托管和其他读取密集型环境中的数据中心应用而设计,该驱动器具有内部控制器、20 纳米 MLC NAND 以及 2.5 英寸和 1.8 英寸外形尺寸. DC S3500 是英特尔新系列中的最新款 SSD,而其兄弟产品, 我们还评测过的 DC S3700,专为主流和高性能企业细分市场而设计。 这些 SATA 6Gb/s 接口驱动器均采用英特尔正在采用的新四位数命名约定,以更加清晰和区分哪些驱动器属于哪个类别(消费者、专业、企业)。


英特尔固态盘 DC S3500 专为云计算、网络托管和其他读取密集型环境中的数据中心应用而设计,该驱动器具有内部控制器、20 纳米 MLC NAND 以及 2.5 英寸和 1.8 英寸外形尺寸. DC S3500 是英特尔新系列中的最新款 SSD,而其兄弟产品, 我们还评测过的 DC S3700,专为主流和高性能企业细分市场而设计。 这些 SATA 6Gb/s 接口驱动器均采用英特尔正在采用的新四位数命名约定,以更加清晰和区分哪些驱动器属于哪个类别(消费者、专业、企业)。

组织和消费者都开始期待英特尔提供高水平的质量、可靠性和支持,这有助于划定英特尔驱动器与该领域其他驱动器之间的界限。 在我们最近访问英特尔位于加利福尼亚州福尔瑟姆的实验室期间,我们能够近距离体验质量测试,并对所见所闻印象深刻。 英特尔在组件方面也与竞争对手保持距离——这是使英特尔能够提供一流质量的关键领域。 英特尔的固态硬盘利用英特尔自己专有的 NAND 和控制器技术以及内部工程软件。 英特尔的模型让他们特别深刻地了解了对驱动器的支持以及提高驱动器性能的能力。 在硬件方面,S3500 使用 20nm MLC 而不是 S25 上的 3700nm eMLC,尽管英特尔正在集成为 S3700 提供强大性能的相同控制器——我们预计会有类似的结果。

请注意,在同类产品中,S3500 提供可靠的性能数据,4k 随机规格引用高达 75,000 IOPS 读取和 15,500 IOPS 写入。 S3500 的延迟规格也很强,仅次于 S3700,读取活动为 50 μs,写入活动为 65 μs(S3700,45μs/65μs),但具有完全相同的高度可预测响应时间,延迟 <500μs 99.9% 的时间。

DC S3500 还设计用于满足各种空间受限的应用,提供 1.8" 和 2.5" 外形规格。 标准 2.5" 驱动器有 80GB、120GB、160GB、240GB、300GB、480GB、600GB 和 800GB 容量。1.8" 外形有 80GB、240GB、400GB 和 800GB 容量点。 每个驱动器都支持完整的数据路径保护、AES 256 位加密、传输中数据的断电保护以及极低的功耗。 英特尔将功耗定为闲置时仅为 650mW,读取活动期间为 1.3W,写入期间为 5W(典型值)。

英特尔固态盘 DC S3500 可通过英特尔分销商和经销商购买,提供五年保修。 115" 1.8GB 型号的建议渠道定价为 80 美元起,979" 2.5GB 驱动器的建议渠道定价最高为 800 美元。

Intel SSD DC S3500 系列规格

  • 容量
    • 2.5“
      • 120GB
        • 顺序读取:高达 445 MB/s
        • 顺序写入:高达 135 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 4,600 IOPS
      • 240GB
        • 顺序读取:高达 500 MB/s
        • 顺序写入:高达 260 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 7,500 IOPS
      • 480GB
        • 顺序读取:高达 500 MB/s
        • 顺序写入:高达 410 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 11,000 IOPS
      • 800GB
        • 顺序读取:高达 500 MB/s
        • 顺序写入:高达 450 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 11,500 IOPS
    • 1.8“
      • 240GB
        • 顺序读取:高达 500 MB/s
        • 顺序写入:高达 260 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 7,500 IOPS
      • 400GB
        • 顺序读取:高达 500 MB/s
        • 顺序写入:高达 380 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 11,000 IOPS
      • 800GB
        • 顺序读取:高达 500 MB/s
        • 顺序写入:高达 450 MB/s
        • 随机 4K 读/写:75,000 IOPS / 15,500 IOPS
    • 读/写延迟:50 μs / 65 μs
    • 接口 SATA 6Gb/s,兼容SATA 3Gb/s和1.5Gb/s
    • 外形尺寸:2.5" 和 1.8"
    • 英特尔 20 纳米 MLC NAND
    • AES 256 位加密
    • 耐力
      • 使用寿命等级:80 GB:45 TBW; 120 GB:70 TBW; 160 GB:100 TBW; 240 GB:140 TBW; 300 GB:170 TBW; 400 GB:225 TBW; 480 GB:275 TBW; 600 GB:330 TBW; 800 GB:450 TBW 
      • MTBF:2万小时
    • 能量消耗
      • 有源:典型值高达 5 W
      • 闲置:650 毫瓦(典型值)
    • 环境
      • 工作温度:0°C至70°C
      • 非工作温度:-55° C 至 95° C
      • 冲击(工作和非工作):1,000 G/0.5 毫秒
    • 高度:2.5 英寸 7.0 毫米厚; 1.8” 5 毫米厚
    • 重量:2.5” 80-240GB:70g±2g; 2.5” 300-800GB:72g±2g; 1.8” 80GB:35g±2g; 1.8” 240-800GB:37g±2g

影片总览

设计与建造

英特尔固态盘 DC S3500 在外观和外形方面与其兄弟产品 DC S3700 非常相似。 S3500 的 7" 型号采用 2.5mm 超薄设计,5" 型号采用 1.8mm 超薄设计。 纤薄的外形使 S3500 可以简单地适应从刀片服务器到闪存阵列的几乎任何外形。

从外观开始,SSD DC S3500的整个外壳都是未加工的金属合金,使SSD具有工业风格。 顶盖上有一个产品信息标签,提供相关规格,包括容量、型号和外形尺寸。 SSD 的侧面有四个螺丝孔,可以轻松安装驱动器。

卸下四颗螺丝即可卸下顶盖,其中一颗隐藏在产品信息标签下。 取下盖子后,金属外壳上安装了一块电路板,并带有一些塑料垫片。

就像英特尔 SSD DC S3700 一样,S3500 配备了英特尔 PC29AS21CA0 控制器。 英特尔还将他们自己的 MLC NAND 与 S3500 结合在一起。 我们的 480GB 测试模型包括 14x32GB NAND 封装以及 1x64GB NAND 封装和 1×16 NAND 封装,总共 528GB,超额配置 10%。 这种独特的 NAND 配置不仅存在于 S3500 中,还存在于 S3700 中。 SXNUMX 也有一个不太典型的安排 日立SSD400MSSD400S.B.

英特尔还在电路板的一个边缘焊接了电源故障电容器,以在发生电源故障时保护传输中的数据。

测试背景和比较

Intel SSD DC S3500 使用 Intel PC29AS21CA0 控制器和带有 SATA 20 Gb/s 接口的 6nm MLC NAND。

本次审查的可比性:

  • 美光 M500 480GB (480GB,Marvell 9187 控制器,Micron 20nm MLC NAND 闪存,6.0Gb/s SATA)
  • 美光 M500 960GB (960GB,Marvell 9187 控制器,Micron 20nm MLC NAND 闪存,6.0Gb/s SATA)
  • 三星SSD 840 Pro (512GB,300mhz 三星三核 MCX 控制器,三星 3Xnm Toggle NAND 闪存,2Gb/s SATA)
  • 三星SM843 (240GB,300mhz 三星三核 MCX 控制器,三星 3Xnm Toggle NAND 闪存,2Gb/s SATA)
  • 英特尔SSD 520 (240GB,SandForce SF-2500 控制器,Intel 25nm MLC NAND 闪存,6.0Gb/s SATA)
  • 智能云速 (240GB,SandForce SF-2581 控制器,智能 24nm MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 希捷 600 专业版 (200GB,LAMD LM87800 控制器,东芝 19nm MLC NAND,6.0Gb/s SATA)

所有 SAS/SATA 企业级固态硬盘均在我们的第二代企业级测试平台上进行基准测试,该平台基于 联想ThinkServer RD630. 这个新的基于 Linux 的测试平台包括最新的互连硬件,例如 LSI 9207-8i HBA 以及面向最佳闪存性能的 I/O 调度优化。 对于综合基准测试,我们使用适用于 Linux 的 FIO 2.0.10 版和适用于 Windows 的 2.0.12.2 版。

  • 2 x Intel Xeon E5-2620(2.0GHz,15MB 缓存,6 核)
  • 英特尔 C602 芯片组
  • 内存 – 16GB (2 x 8GB) 1333Mhz DDR3 Registered RDIMM
  • Windows Server 2008 R2 SP1 64 位、Windows Server 2012 Standard、CentOS 6.3 64 位
  • LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(用于启动 SSD)
  • LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(用于基准测试 SSD 或 HDD)
  • Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0 适配器
  • Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 适配器

应用性能分析

在企业市场中,产品声称在纸面上的表现与它们在生产环境中的表现之间存在巨大差异。 我们了解评估存储作为大型系统组件的重要性,最重要的是存储在与关键企业应用程序交互时的响应速度。 为此,我们推出了我们的第一个应用程序测试,包括我们专有的 MarkLogic NoSQL 数据库存储基准 和 通过 SysBench 的 MySQL 性能

在我们的 MarkLogic NoSQL 数据库环境中,我们测试了四个可用容量大于或等于 200GB 的 SATA 或 SAS SSD 的组。 我们的 NoSQL 数据库需要大约 650GB 的可用空间才能使用,平均分配给四个数据库节点。 在我们的测试环境中,我们使用 SCST 主机并在 JBOD 中呈现每个单独的 SSD,每个数据库节点分配一个。 该测试以 24 个间隔重复进行,对于此类 SSD 总共需要 30-36 小时。 测量 MarkLogic 软件看到的内部延迟,我们记录了总平均延迟以及每个 SSD 的间隔延迟。

在我们的 MarkLogic NoSQL 数据库基准测试的整体平均延迟排名中,英特尔固态盘 DC S3500 以最低的整体延迟位居榜首。 最令人惊讶的是 S3500 与其他轻型企业级 SSD 相比快了多少。

深入研究整个测试期间测得的平均延迟,英特尔 S3500 在我们的 NoSQL 环境中表现出色,在整个测试期间延迟峰值保持在 6-19 毫秒之间。

英特尔 S3700 仅次于 S3500,即使它具有更高性能(但容量更小)的 NAND 配置。 与 S3500 相比,它的延迟略有上升,尖峰测量值在 10-32 毫秒之间。 总体而言,它在我们的 NoSQL 测试中仍然表现出色。

转向我们在 MarkLogic 测试中包含的轻型企业类别中的下一个 SSD,延迟开始显着增加。 我们记录了高达 1,907 毫秒的峰值,其中许多峰值在 60​​-100 毫秒之间。

排在第二位的是三星 SM843,它进一步推高了延迟上限,稳态下的尖峰测量值在 150-500 毫秒之间,一个尖峰超过 1,562 毫秒。

Seagate 600 Pro 在我们的 MarkLogic NoSQL 测试中垫底,随着驱动器接近稳态性能,延迟显着增加。 使用此 SSD,测得的延迟峰值在 150-400 毫秒之间,最大峰值为 490 毫秒。

我们的下一个应用程序测试包括通过 SysBench 进行的 Percona MySQL 数据库测试,该测试测量 OLTP 活动的性能。 在此测试配置中,我们使用一组 Lenovo ThinkServer RD630 并将数据库环境加载到单个 SATA、SAS 或 PCIe 驱动器上。 该测试测量平均 TPS(每秒事务数)、平均延迟以及 99 到 2 个线程范围内的平均 32% 延迟。

比较我们组中的平均 TPS,英特尔固态硬盘 DC S3500 位居第二,仅次于其更注重性能的同级产品 S3700,仅次于希捷 600 Pro 固态硬盘。 英特尔固态盘 DC S3500 的性能范围从 209 线程时的 2TPS 到 1242 线程时的 32TPS。

比较 1 小时测试段过程中的平均延迟,我们测得英特尔固态盘 DC S3500 的平均延迟从 9.58 线程时的 2 毫秒到 25.77 线程时的 32 毫秒不等。 同样,只有英特尔固态盘 DC S3700 表现更好。

检查最低的整体第 99 个百分位数延迟,英特尔固态盘 DC S3500 提供的响应时间与其兄弟 S3700 不完全匹配,但与其他固态盘保持一致,在线程数范围内测量为 30 到 54 毫秒。

企业综合工作负载分析

闪存性能在每个存储设备的整个预处理阶段各不相同。 我们的综合企业存储基准流程从分析驱动器在彻底的预处理阶段的运行方式开始。 每个可比较的驱动器都使用供应商的工具进行安全擦除,在 16 个线程的重负载下使用相同的工作负载预处理到稳定状态,每个线程有 16 个未完成队列,然后按设定的时间间隔进行测试在多个线程/队列深度配置文件中显示轻度和重度使用情况下的性能。

预处理和初级稳态测试:

  • 吞吐量(读+写 IOPS 聚合)
  • 平均延迟(读+写延迟一起平均)
  • 最大延迟(峰值读取或写入延迟)
  • 延迟标准偏差(读+写标准偏差一起平均)

我们的企业综合工作负载分析包括两个基于实际任务的配置文件。 开发这些配置文件是为了更容易与我们过去的基准测试以及广泛发布的值(例如最大 4k 读写速度和 8k 70/30,通常用于企业驱动器)进行比较。

  • 4k
    • 100% 读取或 100% 写入
    • 100% 万
  • 8k 70/30
    • 70% 读取,30% 写入
    • 100% 万

我们的第一个测试测量 100% 4k 随机写入性能,负载为 16T/16Q。 在此设置中,英特尔固态盘 DC S3500 的爆发特性在 56,300 IOPS 下进行测试,然后随着驱动器接近稳定状态而稳定在 13,000 IOPS 左右。 最初的爆发在组的中间附近,尽管 S3500 比几个驱动器持续爆发的时间更长。 然而,希捷 600 Pro SSD 凭借在整个测试过程中持续的高 IOPS 赢得了胜利。

在 16T/16Q 负载较重的情况下,英特尔固态盘 DC S3500 测得的突发时间为 4.54 毫秒,并在接近稳定状态时扩展到 20.33 毫秒。 爆破数据很低,稳态数据仅次于希捷600 Pro。

比较固态硬盘之间的最大延迟,英特尔固态硬盘 DC S3500 在稳态下的最大响应时间范围为 80-100 毫秒——这个数字远远优于该组中的其他驱动器,次佳的驱动器是英特尔固态硬盘 520,大约在稳态 180-240ms。

进一步观察我们 4k 随机写入工作负载的延迟一致性,英特尔固态硬盘 DC S3500 在测试的前半部分优于其他固态硬盘,尽管希捷 600 Pro 固态硬盘赶上并超过了 S3500。

经过 6 小时的预处理后,英特尔固态盘 DC S3500 提供了 4 IOPS 的 65,500k 随机读取性能和 12,500 IOPS 的写入速度。 写入数据与希捷 600 Pro 以及三星 SM843 和 840 Pro 的数据一样领先,但读取性能远低于 600 Pro。

对于 16T/16Q 的工作负载,英特尔固态盘 DC S3500 提供的平均 4k 随机读取延迟为 3.914 毫秒,写入延迟为 20.42 毫秒。

英特尔固态盘 DC S3500 的最大延迟测得峰值读取响应时间为 22.934 毫秒,峰值写入延迟为 128 毫秒。

比较延迟一致性,英特尔固态硬盘 DC S3500 的得分接近组首,但它再次被希捷 600 Pro 淘汰出局。

在我们的下一个工作负载中,我们查看具有 8/70 读/写混合比率的 30k 配置文件。 在此设置中,英特尔固态盘 DC S3500 开始时大约 45,000 IOPS 突发,然后减慢到接近稳态的大约 21,000 IOPS 的速度。 除了在测试的最后阶段希捷 600 Pro 赶上来之外,爆发和稳态性能都超过了竞争对手。

在我们的 3500K 5.69/8 预处理测试开始时,英特尔固态盘 DC S70 的平均延迟测​​得为 30 毫秒,随着接近稳定状态,延迟增加到 12 毫秒左右。

在我们的 8K 70/30 测试期间,Seagate 600 Pro 和英特尔 SSD DC S3500 提供了最佳的峰值响应时间,在 S70 的测试期间,最大延迟低于 3500 毫秒。

英特尔固态硬盘 DC S3500 的延迟一致性一直保持最好的成绩,直到测试结束,希捷 600 Pro 超越了第一名。 有时,S3500 也曾在早些时候受到 Crucial M500 960GB 的挑战。

与我们在 16% 16k 写入测试中执行的固定 100 线程、4 队列最大工作负载相比,我们的混合工作负载配置文件可在各种线程/队列组合中扩展性能。 在这些测试中,我们将工作负载强度从 2 个线程和 2 个队列扩展到 16 个线程和 16 个队列。 在扩展的 8k 70/30 测试中,英特尔固态硬盘 DC S3500 在 20,776T/16Q 的工作负载下达到 16 IOPS 的峰值,再次仅次于希捷 600 Pro。

Intel SSD DC S3500 和 Seagate 600 Pro 的平均延迟在整个测试中表现出色。

在我们可变负载 8k 70/30 测试期间,英特尔固态盘 DC S3500 的最大延迟保持非常低,在大部分测试中峰值保持在 25 毫秒以下,然后在最高 75T/16Q 负载下上升到约 16 毫秒.

在我们的测试环境中,与英特尔 SSD DC S3500 的标准偏差非常好,达到了所有 SSD 的第二低峰值。

结语

英特尔固态盘 DC S3500 是一款企业级固态盘,专为云计算或网络托管等读取密集型工作负载应用而设计。 该驱动器采用 SATA 6Gb/s 接口并采用英特尔 20 纳米 MLC NAND,并提供 2.5" 超薄和 1.8" 超薄外形规格,z 高度分别为 7mm 和 5mm。 除此之外,S3500 还配备了一个内部设计的控制器——驱动 S3700 提供卓越性能的同一控制器。 S3500 还提供多种容量,最低为 80GB,最高可达 800GB。 2.5" 外形提供 8 个容量,而 1.8" 外形提供 4 个容量。

总的来说,英特尔的 SSD DC S3500 被证明是一个非常强大的竞争对手。 通常,除了 Seagate 600 Pro 之外,它都能很好地击败所有竞争对手。 基于 LAMD 的希捷硬盘在综合基准测试中挑战并经常超越 S3500 的榜首位置。 S3500 的 8k 吞吐量比除 5,000 Pro 之外的大多数 SSD 高出约 600 IOPS,在 4k 测试中结果相似。 一致地,在 4k 和 8k 测试工作负载中,S3500 还提供了一些最短的响应时间,最大延迟峰值非常低,标准偏差稳定。 英特尔 S3500 真正出色的地方在于我们的应用程序工作负载,包括我们专有的 MarkLogic NoSQL 测试。 它轻松地以巨大的优势击败了 Seagate 600 Pro,在测试期间保持延迟数据更接近。 在 SysBench 方面,S3500 是轻型企业组中表现最好的,尽管它略微落后于 S3700。 在衡量 OLTP 的 SysBench 测试中,S3700 处于领先地位,尽管这是意料之中的,因为 S3700 更注重性能。

与我们在 S3700 评测中提到的类似,英特尔对 S0.05 的 1T/1Q 4K 随机读取或写入负载的峰值响应时间为 3500 毫秒做出了一些令人印象深刻的声明。 不过,这并不能完全代表所有企业情况。 在我们的 16T/16Q 较重负载的综合基准测试中,远远超过完全饱和点,我们在整个预处理过程中测得的峰值响应时间为 80-100 毫秒。 在我们的应用程序测试中,我们确实注意到 S3500 具有异常强大的性能,包括在我们的 MarkLogic NoSQL 测试中一流的性能。 在该工作负载中,延迟仅飙升至 21 毫秒。 同样在我们的 SysBench OLTP 测试中,在 99 到 30 个线程之间测得的第 54 个百分位延迟在 2-32 毫秒之间。 对于大多数买家来说,声称的延迟数据是一个很好的起点,但这实际上取决于 SSD 在其注定要驱动的工作负载中的表现。

优点

  • 我们 4k 和 8k 工作负载的延迟数据通常接近顶部
  • 经测试的 SSD(包括 S3700)的顶级性能,用于我们真实世界的 Mark Logic 测试
  • 应用程序工作负载的延迟非常一致

缺点

  • S3500 未提供更高超额配置的型号

底线

英特尔固态盘 DC S3500 为组织提供强大的计算能力和极低的延迟来处理数据中心、它设计的读取密集型应用程序,同时提供英特尔久经考验的可靠性和支持。 

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