三星 SSD SM825 是一款企业级 SSD，专为写入密集型数据中心工作负载而设计。 与所有三星固态硬盘一样，SM825 充分利用了三星的所有内部专业知识，包括他们自己的 eMLC NAND、三核控制器和专用固件，有助于提供 3 TBW，是标准 MLC NAND 常见容量的 7,000 倍，同时更具成本效益并提供与 SLC NAND 接近的性能。 最终结果是我们测得的 100K 随机写入稳态速度超过 4 IOPS，连续 9,800MB 写入速度超过 2MB/s。
三星 SSD SM825 是一款企业级 SSD，专为写入密集型数据中心工作负载而设计。 与所有三星固态硬盘一样，SM825 充分利用了三星的所有内部专业知识，包括他们自己的 eMLC NAND、三核控制器和专用固件，有助于提供 3 TBW，是标准 MLC NAND 常见容量的 7,000 倍，同时更具成本效益并提供与 SLC NAND 接近的性能。 最终结果是我们测得的 100K 随机写入稳态速度超过 4 IOPS，连续 9,800MB 写入速度超过 2MB/s。
在企业市场，三星利用两种完全内部的闪存解决方案，针对需要针对不同工作负载的产品的数据中心。 对于读取密集型部分，三星提供了 PM830，它与客户品牌的 SSD 830 非常相似，但具有专为更重的连续工作负载而设计的定制固件。 PM830 采用 MLC NAND 封装，能够使用 SATA 60Gb/s 接口实现高达 500TBW 的速度和高达 6.0MB/s 的速度。
对于需要更耐用的 SSD 以应对更多写入密集型负载的业务部门，三星推出了 SM825，它提供高达 7,000 TBW 的容量。 在这种情况下，买家最感兴趣的是数周、数月或数年的持续表现，其中稳态表现至高无上。 虽然低于 PM830 的爆发数字，但三星 SM825 能够推动 200MB/s 写入和 10,000 随机写入 IOPS，直到停止服务。 乍一看，您可能会问为什么它只有一个 SATA 3.0Gb/s 接口，但看看稳态性能数据，它不需要额外的带宽来完成工作。
除了读写性能，SM825 还代表了更高级别的可靠性，其 MTBF 为 2 万小时，而 PM1.5 为 830。 另一个很大的不同是列出的不可纠正误码率或 UBER，测量值是十分之一17 在 SM825 上为十分之一15 在 PM830 上。 SM825 还利用内部缓存电源保护功能，通过使用电容器在发生电源故障时将 DRAM 中的信息刷新到 NAND。 当在 SSD 的整个生命周期内传输大量数据时，更少的错误和更低的故障率意味着节省了数据中心的时间和金钱。
SM825 使用 SATA 3.0Gb/s 接口，以及行业标准的 2.5 英寸外形尺寸和 15 毫米驱动器高度。 提供100GB、200GB、400GB三种容量； 我们的审查模型是 200GB 容量。 其他亮点包括 AES 256 位加密、30nm E-MLC Toggle NAND、256MB SDRAM 缓存、缓存电源保护和拉丝金属设计。
三星 SSD SM825 技术规格：
- 提供的能力
- 100GB – MZ5EA100HMDR-00003（128Gb NAND 密度）
- 200GB – MZ5EA200HMDR-00003（128Gb NAND 密度）
- 400GB – MZ5EA400HMFP-00003（256Gb NAND 密度）
- 外形尺寸 – 2.5 英寸
- SATA 3.0Gb/s（支持本机命令队列 32 深度）
- 三星S3C29MAX01-Y330 3核ARM控制器
- 三星K9HDGD8U5M-HCE0 E-MLC 30nm级Toggle DDR NAND闪存
- 三星 K4T2G314QF-MCF7 256MB DDR2-800 SDRAM 高速缓存
- AES-256加密
- MTBF——2万小时
- 不可纠正的误码率 (UBER) – 十分之一17
- 持续性能 – 400GB
- 持续数据读取：250MB/s
- 持续数据写入：220MB/s（110GB 为 100MB/s）
- 随机读取 IOPS：43K IOPS
- 随机写入 IOPS：11K IOPS（5.5GB 为 100K IOPS）
- 功耗（在 100% 随机 4K 读/写工作负载下测得）
- 阅读：1.8 瓦
- 写入：3.4 瓦
- 闲置：1.3 瓦
- 写耐力
- 100GB：1,700TBW
- 200GB：3,500TBW
- 400GB：7,000TBW
- 缓存电源保护
- 断电数据保留 - 3 个月
- 尺寸– 100 x 69.85 x 15mm
- 重量 – 140-146g
设计与拆卸
三星有办法为他们的每一款产品提供引人注目和时尚的设计，即使它会在其 99.9% 的使用寿命中被隐藏起来。 我们在三星的最后两款消费类 SSD 上看到了这种趋势，包括 SSD 470 和 SSD 830； 两者均采用色彩缤纷的设计，与市场上的其他 SSD 区分开来。
虽然我们不会说良好的设计是购买特定 SSD 的理由，但它可能会让您停下来想一想，如果他们对外壳的外部给予这种程度的关注，那么您可以为零件准备什么惊喜？没看到？
三星 SSD SM825 Enterprise SSD 采用拉丝金属设计，技术手册中也指出了这一点。 主体为金属合金，采用坚固的铸造设计，壁厚为 1.75 毫米，足以承受在其上行走而不会弯曲外壳。 乍一看，您可能想知道为什么外壳设计成这样，因为它可以用塑料制成，而且仍然很坚固； 这是因为机身也是SSD内部组件的散热器。
顶盖和底盖上有大的导热垫，可以从 NAND、控制器、SDRAM 和电容器中吸收热量，并将其散发到外壳中，然后将其热能辐射到安装它的服务器机箱中。在最大活动下为 5 瓦，当产品安装可能连续使用 5 年以上时，能够散发内部电子设备的热量是一个重要的考虑因素。 热效率也是一个很大的卖点，因为买家考虑的是 SSD 与高速硬盘相比，后者的冷却费用要高得多。
了解 SSD 内部的部件几乎与其在使用时提供的性能一样重要。 MLC 和 Enterprise MLC (eMLC) NAND 之间的区别是大约 6,940 TBW 的使用寿命。 三星 SSD SM825 适合写入繁重的环境，三星为该驱动器配备了适当的驱动器，包括三星自己的 eMLC 30nm 级 Toggle DDR NAND 缓冲 256MB 三星 DDR2-800 SDRAM，并由三星的三核 S3C29MAX01-Y330 ARM 管理控制器。 通过在三星内部制造所有组件，他们可以挑选最高等级的组件，并拥有完整的硬件和软件集成，否则如果依赖外部公司提供核心组件，可能会错过这些组件。
发生电源故障时的数据保护由四个大型超级电容器处理，这些电容器允许在输入电源丢失时将数据从 SDRAM 中清除。 当安装在系统中时，这些电容器最多需要 55 秒来充电，在此期间缓存缓冲区被禁用（直写模式）。 一旦电容器启动并运行，SSD 就会进入其正常运行模式，在该模式下，缓存将完全发挥作用，并且能够在发生电源故障时有足够的时间刷新到 NAND。 为了解释这种行为，三星在其技术手册中提供了一张图表，概述了这一过程。
企业基准
闪存介质需要以不同于标准盘片驱动器甚至基于客户端的 SSD 的方式进行测试。 写入驱动器的时间越长，闪存性能就会发生变化，并且速度会逐渐降低，直到驱动器达到其稳态速度。 在企业环境中，如果驱动器在使用一小时后不再达到该速度，则初始突发几乎无关紧要。 这就是稳态基准测试的用武之地，显示驱动器在 24/7 负载下的性能。 出于这个原因，以下所有基准测试均已预先调节并以稳态模式记录。
我们将 200GB 三星 SSD SM825（SATA、eMLC NAND）与 100GB 美光 P300（SATA、SLC NAND）和 400GB 东芝 MKx001GRZB（SAS、SLC NAND）进行了基准测试，以对购买者在相同写入密集型情况下看到的 SSD 进行平衡比较企业类别。 我们还使用我们的新测试平台和方法对 SM825 进行基准测试，以准确展示其功能。 本次评测使用的企业级测试平台为联想ThinkServer RD240，配备双路Intel Xeon X5650处理器，运行Windows Server 2008 R2。 对于单驱动器基准测试，我们通过 LSI SAS 9211-8i HBA 连接每个 SSD 以测量性能，而不受缓存的任何影响。 所有 IOMeter 数字都表示为 MB/s 速度的二进制数字。
我们的第一个测试着眼于具有大块传输的顺序写入环境中的速度。 此特定测试使用 IOMeter 的 2MB 传输大小，4k 扇区对齐并测量队列深度为 4 的性能。在这种情况下，三星声称其读取速度为 250MB/s，稳态写入速度为 200MB/s 400GB SM825。 我们预计容量较低的 200GB 评论模型将低于这些引用的数字。
我们测得稳态读取速度为 193MB/s，写入速度为 206MB/s。 这些低于 SATA/SAS 6.0Gb/s 美光和东芝 SLC 对应产品，但这是预期的。
转向随机访问配置文件，但仍保持 2MB 的大块传输大小，我们开始看到性能在多用户环境中的变化。 该测试保持我们在之前的顺序传输基准测试中使用的相同队列深度级别 4。
在 2MB 随机传输测试中，稳态速度为 174MB/s 读取和 86MB/s 写入。 与纯顺序测试相比，读取速度略有下降，但令人惊讶的是 86MB/s 的写入速度高于东芝 SSD，低于美光 P300。 三星表示这款驱动器可以与基于 SLC 的 SSD 相媲美，这并不是在开玩笑。
转向更小的 4K 随机访问传输大小，我们更接近在重度随机访问环境中可能发现的数据包大小，例如具有多个 VM 访问同一阵列的服务器设置。 在第一个测试中，我们查看扩展的 4K 读取性能以及它如何从 1 的队列深度扩展到最大 64。
三星列出了 4GB 型号的 35,000 IOPS 峰值持续随机 400K 读取速度，预计容量较小时速度会降低。 在峰值时，我们的 200GB SM825 在队列深度为 30,510 时测得 16，并在队列深度为 64 时保持该水平。
我们的下一个测试着眼于静态队列深度为 4 时的 32K 随机写入性能，一旦驱动器达到稳态，就会记录结果并取平均值。 虽然 IOPS 性能是衡量稳态性能的一个很好的指标，但另一个重要的关注领域是平均和峰值延迟。 更高的峰值延迟数字可能意味着某些请求可以在大量连续访问下备份。
我们在 4GB SM9,847 上测量了 200 IOPS 的稳态 825K 随机写入速度，非常接近三星在 10,000GB 型号上列出的 400 IOPS 持续数据。 以这种速度，它平均传递 38MB/s 的数据，平均延迟为 3.25ms。 在此测试期间，它的峰值响应时间为 61.43 毫秒。
我们最后一系列的综合基准测试比较了一系列服务器混合工作负载中的两种企业驱动器，静态队列深度为 32。与本次审查开始时的综合基准测试一样，这些测试也是在稳定状态下进行测量的。 我们的每个服务器配置文件测试都对读取活动有强烈的偏好，范围从 67% 读取我们的数据库配置文件到 100% 读取我们的 Web 服务器配置文件。
第一个是我们的数据库配置文件，67% 的读取和 33% 的写入工作负载组合主要集中在 8K 传输大小上。
三星 SSD SM825 的平均速度为 15,589 IOPS，与基于 SLC 的同类产品相差不远。 在这种情况下，它落后东芝 SSD 约 25%。
下一个配置文件查看一个文件服务器，80% 的读取和 20% 的写入工作负载分布在从 512 字节到 64KB 的多种传输大小上。
基于 eMLC 的三星 SM825 在文件服务器配置文件中仍然落后于基于 SLC 的东芝 22.9%，但仅比美光 P7.3 慢 300%。
我们的 Web 服务器配置文件是只读的，传输大小从 512 字节到 512KB 不等。
由于 SATA/SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB 和 Micron P300 的读取速度更快，Samsung SM825 在只读 Web 服务器配置文件中落后。 它的平均速度为 12,199 IOPS，而 P16,584 为 300 IOPS，东芝为 24,193。
最后一个配置文件查看工作站，使用 20K 传输混合使用 80% 的写入和 8% 的读取。
工作站配置文件很容易成为基于 eMLC 的 SM825 上最难的配置文件，而 SLC SSD 在这种情况下表现出更大的优势。 SM825 以 6,443 IOPS 的速度通过，而 P22,926 为 300 IOPS，东芝为 26,337 IOPS。
企业用电量
在为数据中心或其他密集存储环境选择驱动器时，性能并不是公司在考虑 SSD 或硬盘驱动器时唯一感兴趣的指标。 在某些情况下，功耗可能是一个巨大的问题，因此您想知道驱动器在恒定工作负载下的性能如何是有道理的。 三星在 SM825 背后推动的关键信息之一是低功耗。 与传统的 15K SAS 硬盘驱动器相比，SM825 的闲置功率为 1.8 瓦，而 8.5K RPM 硬盘驱动器的闲置功率为 15 瓦，功率大幅降低。 在 4K 随机 70% 读取/30% 写入混合的主动使用中，硬盘驱动器的功率使用跃升至 12.6 瓦，SM3.2 跃升至 825 瓦。 在计算 TCO 时，这些数字是巨大的； 硬盘驱动器处于活动状态时为 22 IOPS/瓦，而 SM825 则为 7,200 IOPS/瓦。
在本次评测的 Enterprise Power 部分，我们在之前用于测试读写速度的相同条件下查看每个驱动器。 这包括队列深度为 2 的顺序和随机 4MB 传输以及队列深度为 4 的小型随机 32K 读取和写入传输。与我们之前的测试一样，我们正在测量稳态下的所有数据，以使驱动器处于最佳状态耗电条件。
在除启动之外的所有条件下，三星 SSD SM825 使用 5.11 瓦或更少。 SM825 最耗电的活动是顺序 QD4 2MB 写入，在测试期间平均使用 5.11 瓦。 第二名是随机 4K QD32 写入，第三名是顺序 QD4 读取，第四名是 4K QD32 稳定读取。 在繁重的写入活动期间，三星 SSD SM825 使用的电量刚好低于 SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB 所需的电量，尽管在读取重负载下，电量迅速下降到更低的水平，与 Micron P300 几乎持平。
数据中心环境中对 eMLC SSD 的大力推动是围绕每 GB 成本和 IOPS/Watt。 我们在队列深度为 14,980 的纯随机 4K 读取中计算出 32 IOPS/瓦的数字，如果您改为查看稳定的 2,042K 随机写入，则下降到 4 IOPS/瓦。 相比之下，美光 P38,481 为 10,119 IOPS/瓦读取或 300 IOPS/瓦写入，东芝为 16,385 IOPS/瓦读取或 3,082 IOPS/瓦写入。 这实际上归结为业务需求，找到购买 SSD 或硬盘驱动器时考虑的功率与性能（或直接性能）的最佳结合。
结语
正如我们所知，在企业环境中，SSD 更多的是关于驱动器整个生命周期的持续性能，而不是原始突发速度。 随着企业用户在其性能/TCO 曲线上寻找理想点，我们还看到从更昂贵的 SLC SSD 转向具有成本效益的 eMLC SSD。 业界已经明确表示，eMLC NAND 具有在数据中心中生存的持久力，三星进一步支持这一信息，其 SM825 在 7,000GB 容量中拥有 400 TBW。
与使用 SLC NAND 的 SSD 相比，随着转向 eMLC，性能预计会有所下降。 值得赞扬的是三星，他们通过从他们的晶圆厂中选择最好的 NAND 来尽可能地缓解这种情况。 他们还使用自己的处理器，并有工程师来构建定制固件，因此整个包可以协同工作，这意味着更好的性能、可靠性和兼容性。 在我们的测试中，我们发现 SM825 在多种情况下提供了 SLC SSD 的大部分性能。 在数据库和文件服务器配置文件中，SM825 分别落后 SLC Toshiba MKx001GRZB 25% 和 22.9%。 在读取密集型 Web 服务器配置文件和工作站场景中，SM825 落后于 49.6% 和 75.5%，但公平地说，该 SSD 并非针对该特定工作负载而设计。
在本次审查开始时，我们提到此驱动器的主要目标市场是企业。 随着更多时间和 TB 记录在 SSD 上，购买者能够找出最适合他们使用场景的驱动器； 无论是 MLC、eMLC 还是 SLC。 由于每个产品之间存在巨大的价格差距，因此获得最适合您的 TCO 模型的产品非常有意义。 配备 eMLC NAND 的三星 SSD SM825 能够满足写入密集型企业级 SSD 的要求，但与其 SLC 竞争产品相比，价格仍然低得多。 对于适合速度/使用模型的企业，购买此驱动器是有意义的，在其他情况下则不然。
优点
- 完整的内部解决方案
- 强10K IOPS稳态随机4K
- 7,000GB 型号为 400TBW
缺点
- 与 SAS 和 SATA 3.0Gb/s SLC SSD 相比，较慢的 SATA 6.0Gb/s 读取速度在读取密集型场景中放弃了速度
底线
考虑到三星 SM825 SSD 的数据中心使用场景，该驱动器表现良好，在稳态随机 10,000K 测试中提供近 4 IOPS。 成本更低的 eMLC 和 SATA 接口突出了价值主张，而三星自己的 NAND、控制器、高速缓存 DRAM 和定制固件推动了稳定的性能、可靠性和兼容性——考虑到这款 SSD 预期的长使用寿命，所有这些都非常重要。 SM825 最终提供了多种功能组合，并且肯定会成为许多人的候选名单，因为企业买家希望通过在特定使用场景中安装更有针对性的 SSD 来节省更多资金。
