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美光 M510DC SSD 评测

by 莱尔·史密斯

美光 M510DC SSD 专为在读取密集型工作负载(包括内容交付和虚拟化)期间进行优化而构建,适合(而不是取代)现有的 M500DC 线。 这种新的轻型企业驱动器系列基于成熟的技术,旨在降低价格,而不是提供出色的性能。 因此,M510DC SSD 适合组织中非常重要的人群,这些组织具有多层闪存方法或可以描述其以读取为中心的工作负载并适当地利用这种类型的闪存。 美光还确保 M510DC 具有一套完整的企业功能,其第三代断电架构可保护静态和动态数据,并专注于可靠性和使用寿命。


美光 M510DC SSD 专为在读取密集型工作负载(包括内容交付和虚拟化)期间进行优化而构建,适合(而不是取代)现有的 M500DC 线。 这种新的轻型企业驱动器系列基于成熟的技术,旨在降低价格,而不是提供出色的性能。 因此,M510DC SSD 适合组织中非常重要的人群,这些组织具有多层闪存方法或可以描述其以读取为中心的工作负载并适当地利用这种类型的闪存。 美光还确保 M510DC 具有一套完整的企业功能,其第三代断电架构可保护静态和动态数据,并专注于可靠性和使用寿命。

美光使用 XPERT(扩展性能和增强可靠性技术)设计了他们的新固态硬盘,这是一套美光设计的存储架构增强功能,有助于提高固态硬盘的性能和可靠性。 XPERT 包含 DataSAFE 功能,它通过存储元数据和用户数据提供数据路径保护,以帮助确保 M510DC 返回请求的准确数据。 此外,美光的 RAIN(独立 NAND 冗余阵列)技术通过计算和存储额外的奇偶校验保护,提供改进传统 ECC 实施的数据保护。 对于那些担心它可能会影响驱动器性能的人,Micron 的 SSD 控制器具有简化 RAIN 的内置数据加速引擎。

就其性能细节而言,美光称 M510DC 的顺序读取速度为 420MB/s,顺序写入速度高达 380MB/s。 其随机读写吞吐量最高分别为 65,000 IOPS 和 23,000 IOPS。 正如我们上面提到的,M510DC 的重点当然不是性能,因为它专为那些更重视以读取为中心的工作负载的可靠性和成本概况而不是原始功率的人而设计。

美光 M5100DC 系列固态硬盘提供 120GB、240GB、480GB 和 960GB 容量,并提供 5 年保修。

美光 M5100DC 规格:

  • 性能(稳态):
  • 顺序读取 @ 128KB:420MB/s
  • 顺序写入 @ 128KB:
    • 170MB/秒 (120GB)
    • 290MB/秒 (240GB)
    • 380MB/秒 (480GB)
    • 380MB/秒 (960GB)
  • 随机读取 @ 4KB:
    • 63,000 次 IOPS(120GB、240GB、480GB)
    • 65,000 次 IOPS (960GB)
  • 随机写入 @ 4KB:
    • 12,000 次 IOPS (120GB)
    • 18,000 次 IOPS (240GB)
    • 23,000 次 IOPS (480GB)
    • 10,500 次 IOPS (960GB)
  • 耐力 – DWPD(最高):
    • 2 个(120GB、240GB、480GB)
    • 1(960GB)
  • MTBF 2M 小时:@M 小时
  • 电力
    • 空闲/待机/睡眠:1.2W
    • 活跃平均:1.5W
  • 活动最大值:
    • 4.0W(120GB)
    • 5.0W(240GB)
    • 6.0W(480GB)
    • 6.3W(960GB)
  • 扩展功能:RAIN、高级 R/W 管理、断电保护 – 静态数据 + 动态数据、企业数据路径保护

设计和建造

美光 M510DC Enterprise SSD 的样式和底盘与其较早的 M500DC 兄弟几乎相同。 它由一个简单的灰色全金属外壳组成,驱动器正面带有信息标签和品牌标识。 这种基本的、简洁的设计对于企业 SSD 来说很常见,因为它的主要是性能和功能。

将驱动器转向侧面会显示四个螺丝孔(每侧 2 个),以便于安装 Micron M510DC。 要打开驱动器,只需卸下四颗十字螺丝并撬开盖子。

在引擎盖下查看时,您会看到 Micron 的 16nm MLC 以及该公司的 DDR3 DRAM 和 NAND。 此外,如果发生任何意外断电,其板载电容器会为驱动器供电,同时将任何待处理的 WRITE 命令提交到持久内存。

测试背景和比较

StorageReview 企业测试实验室 提供了一个灵活的架构,用于在与管理员在实际部署中遇到的环境相当的环境中对企业存储设备进行基准测试。 企业测试实验室结合了各种服务器、网络、电源调节和其他网络基础设施,使我们的员工能够建立真实世界的条件,以便在我们的审查期间准确地衡量性能。

我们将这些关于实验室环境和协议的详细信息纳入审查,以便 IT 专业人员和负责存储采购的人员能够了解我们取得以下成果的条件。 我们的评论都不是由我们正在测试的设备制造商支付或监督的。 有关的其他详细信息 StorageReview 企业测试实验室 和 其网络功能的概述 在这些相应的页面上可用。

应用程序工作负载分析

为了了解企业存储设备的性能特征,必须对实时生产环境中的基础架构和应用程序工作负载进行建模。 因此,我们对美光 M510DC 的前三个基准测试是 MarkLogic NoSQL 数据库存储基准通过 SysBench 的 MySQL OLTP 性能 和 Microsoft SQL Server OLTP 性能 具有模拟的 TCP-C 工作负载。

我们的 MarkLogic NoSQL 数据库环境需要四个一组的 SSD,可用容量至少为 200GB,因为 NoSQL 数据库的四个数据库节点需要大约 650GB 的空间。 我们的协议使用 SCST 主机并在 JBOD 中呈现每个 SSD,每个数据库节点分配一个。 测试以 24 个间隔重复进行,总共需要 30-36 小时。 MarkLogic 记录每个 SSD 的总平均延迟以及间隔延迟。

在我们使用 MarkLogic NoSQL 数据库基准测试进行的总体平均延迟测​​试中,M510DC 发布了 4.751 毫秒,尽管远高于其兄弟 M500DC,但排名接近垫底。

转到我们 MarkLogic NoSQL 测试的平均延迟部分,MC510DC 发布的结果只有几个主要峰值,其中一个几乎达到 90 毫秒。

下一个应用程序基准测试包括通过 SysBench 测量的 Percona MySQL OLTP 数据库。 在此配置中,我们使用一组 Lenovo ThinkServer RD630 作为数据库客户端,并将数据库环境存储在单个驱动器上。 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。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的数据库中使用 Fusion-io 闪存感知应用程序 API,尽管为了进行比较,我们在其“传统”块存储模式下测试了每个设备。

在我们的平均每秒事务处理基准中,美光 M510DC 测得的初始 IOPS 为 165.87,终端中的 IOPS 为 1,012.5。 这些结果使其在可比产品列表中排在最后,落后于其 M500DC 480GB 兄弟,这并不奇怪。

当转到我们的 Sysbench 平均延迟基准时,M510DC 记录的范围约为 12.0 毫秒到 31.60 毫秒(32T)。 东芝 HK3R2 仍然是表现最好的,因为它的峰值仅超过 19 毫秒。

在我们最坏的 MySQL 延迟情况下,M510DC 在终端中记录了 72.16 毫秒,在排行榜上排名最后。 在此基准测试中表现最好的是三星 845DC EVO,它发布了 48.36 毫秒。

StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 测试协议 采用事务处理性能委员会基准 C (TPC-C) 的当前草案,这是一种在线事务处理基准,模拟复杂应用程序环境中的活动。 TPC-C 基准比综合性能基准更接近于衡量数据库环境中存储基础设施的性能优势和瓶颈。 我们的 SQL Server 协议使用 685GB(3,000 规模)的 SQL Server 数据库,并在 30,000 VU 负载下测量事务性能和延迟。

在查看 SQL Server 输出时,M510DC 测得 6,230.177TPS(在同类产品中排名最后),而其兄弟 M500DC 测得 6,283.896TPS(“FW Fix”表示我们在审查驱动器期间必须实施的固件修复)。 表现最好的是东芝 HK3R2,测得 6,309.7TPS

M30DC 在 510k VU 下的平均延迟结果为 67.0ms,仅次于三星 845DC EVO 480GB。 另一个美光驱动器拥有不到一半的延迟,为 32.0 毫秒。

综合工作负载分析

我们的综合基准协议 每个都首先将目标存储预处理到稳定状态,并使用将用于测试设备的相同工作负载。 预处理过程使用 16 个线程的重负载,每个线程有 16 个未完成队列。

  • 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)

预处理完成后,每个被比较的设备都会在多个线程/队列深度配置文件中进行测试,以显示轻度和重度使用情况下的性能。 我们对 M510DC 的综合工作负载分析使用 4k 和 8k 配置文件,这些配置文件广泛用于制造商规范和基准测试。

  • 4k 配置文件
    • 100% 读取和 100% 写入
  • 8K 配置文件
    • 70% 读取,30% 写入
    • 100% 8K

在我们的吞吐量基准测试中,美光 M510DC 驱动器在测试的第一部分徘徊在 58,000 IOPS 左右,然后在基准测试结束时最终达到 24,164 IOPS,位居第二。

在查看平均延迟时,美光 M510DC 延续了其良好的性能,因为它从未超过 11 毫秒大关(终端为 10.6 毫秒)。 它的 Micron 兄弟 M500DC 以显着的优势在这方面表现最佳。

转向我们的最大延迟基准测试,M510DC 显示延迟峰值仅几次达到 100 毫秒标记。 在测试结束时,它达到了 81.031 毫秒,处于中间位置。

美光 M510DC 在我们的标准偏差测试中取得了不错的成绩,因为它在测试的后期阶段接近 7 到 8 毫秒的延迟标记。 这使其再次位于排行榜的中间位置,而 M500DC 再次保持最高荣誉。

一旦驱动器经过调节,我们就会让它们通过我们的主要 4k 综合基准测试(16 线程 16 队列 100%)。 在这里,美光 M510DC SSD 取得了相当不错的成绩。 在我们的吞吐量测试中,它测得不错的 23,917 IOPS 写入和 73,206 IOPS 读取。 这两个数字都使它跻身于我们的领导者之列。

当转向平均延迟时,M510DC 记录了 10.702 毫秒的写入和 3.496 毫秒的读取,将其置于包的顶部附近,并且仅在其兄弟 M500DC 之前(写入 6.906 毫秒,读取 3.513 毫秒)。

M510DC 在查看最大延迟时受到了一些影响,因为它的最高测量峰值读取速度为 30.336 毫秒,尽管它在写入方面表现更好 (101.194 毫秒)。 表现最好的是东芝 HK3R2,读取时间为 20.13 毫秒,写入时间为 101.00 毫秒。

查看 M510DC 在 4k 延迟中的标准偏差显示写入和读取分别为 8.079 毫秒和 2.256 毫秒。 另一个美光轻型企业驱动器发布了出色的 5.836 毫秒写入和 1.674 毫秒读取。

我们的下一组预处理工作负载使用 8k 传输,其中读取操作占 70%,写入操作占 30%。 在吞吐量场景中,M510DC 表现出良好的初始速度,从 41,719 IOPS(优于 M500DC)开始,尽管它在终端逐渐下降,只有 18,466 IOPS。

8k 70/30 预处理的平均延迟计算再次显示 M510DC 具有不错的初始读数,尽管它逐渐达到 13.86 毫秒的最高点,这将它放在了包的底部。

在我们的最大延迟基准测试中,M510DC 的初始峰值延迟为 41.6 毫秒,到基准测试结束时逐渐上升到近 73.63 毫秒,处于领先地位(略高于 M500DC)。 表现最好的是三星 845DC 480GB SSD。

我们最后的预处理测试着眼于标准偏差。 在基准测试的第一部分,M510DC 在终端队列中徘徊在 5 毫秒左右并以大约 12 毫秒结束,这明显高于其余部分。

现在驱动器已经过预处理,我们让 Micron M510DC SSD 通过我们的 8k 70/30 吞吐量基准测试,这改变了工作负载强度,从 2 个线程和 2 个队列到 16 个线程和 16 个队列。 在我们的吞吐量基准测试中,M510DC 发布了 12,572 IOPS 到 18,145 IOPS 的范围,位于排行榜的底部。

8k 70/30 预处理的平均延迟计算显示 M510DC 在 0.31T/14.1Q 中的范围为 16ms 至 16ms。

在我们的最大延迟测试中,新的 Micron 驱动器在 21.11T/2Q 时的延迟范围为 2ms,在 84.64T/16Q 时的延迟范围为 16,仅略高于 M500DC。 表现最好的是三星 845DC EVO。

在我们上次的评测基准测试中,我们再次查看标准差。 在这里,M510DC 测量的性能使其处于最底部,0.75T/2Q 为 2ms,终端为 11.89ms。

结语

针对入门级企业人群,美光的 M510DC 企业级固态硬盘利用了该公司在 NAND 工程、制造和 XPERT 技术方面的丰富经验,后者包括增强存储架构以提高固态硬盘的性能和可靠性。 Micron 的新驱动器比以前的 M500DC 驱动器更具成本效益,因为它的主要吸引力在于可靠性和可承受性而不是性能。 M510DC 的主要职责通常包括需要以读取为中心的顺序工作负载的场景。 该系列驱动器更具吸引力的地方之一是其广泛的企业功能,包括再次断电保护,这在诸如此类的低成本企业级 SSD 中很少见,当然在许多有时会发现它们的客户端 SSD 中也很少见。进入这些类型的工作负载。

在查看性能时,M510DC 并不令人意外,因为很明显该驱动器的主要重点更多地放在低成本、数据完整性和可靠的功能上。 美光很清楚这一点,并且不会幻想它是一款高性能企业级硬盘,因为该公司并没有这样设计它。 话虽如此,它在我们的一些工作负载中确实表现相当不错,有时甚至比它更昂贵的兄弟 M500DC 还要好。 在查看其应用程序性能时,M510DC 显示的结果与其在整个基准测试中的定价一致。 例如,在 MarkLogic NoSQL 数据库环境和 SysBench 测试中,美光 M510DC 公布的数字使其在每个类别的排行榜中都垫底,但整体平均延迟除外,它略高于其同类 M500DC。

当我们切换到从 4K 预处理基准测试开始的综合测试时,情况有所好转,该基准测试由 100% 读取和 100% 写入工作负载组成。 计算这种情况下的吞吐量,新的美光固态硬盘在工作负载的第一部分徘徊在 58,000 IOPS 左右,而在基准测试结束时最终达到 24,164 IOPS,名列第三。 它的延迟显示出类似的结果,因为它仅分别在平均读数和最大读数的 11 毫秒和 100 毫秒区域达到峰值。 经过预处理后,M510DC SSD 继续保持不错的成绩,包括其整体性能,测得 23,917 IOPS 写入和 73,206 IOPS 读取,位居排行榜榜首。 在查看其延迟时反映了这些结果。

美光推出了迄今为止市场上最便宜的企业级硬盘之一,可满足比 M500DC 更轻的工作负载。 许多企业都在寻找最佳的 IOPS/dollar,而 M510DC 在这方面无疑是一个可行的选择。 将其与数据完整性功能相结合,M510DC 仍将具有吸引力,尤其是与因仅基于价格而进入该领域但通常不具备企业级数据完整性功能而臭名昭著的客户端 SSD 相比。

优点

  • 以极低的成本设置企业功能
  • 质量美光设计和建造
  • 比客户端 SSD 更好的入门级企业工作负载替代方案

缺点

  • 整体表现并不完全令人印象深刻

底线

凭借 Micron 的内部组件及其企业功能集,M510DC 是一款精心打造的低成本企业驱动器产品线,是重视数据完整性和可靠性而非出色性能的理想企业。

美光 510DC 产品页面

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