东芝 PX02SM 是一款企业级固态硬盘，采用双端口 12Gb/s SAS 接口和 eMLC NAND， 在我们的早期审查中取得了可喜的成果 的驱动器。 PX02SM 是市场上第一款 12Gb/s SAS SSD，早于 SAS3 适配器的使用，可以让 StorageReview 企业测试实验室测量其在连续工作负载下的最大性能。 随着添加 Supermicro SuperStorage 服务器 AR24NV SAS3 平台到实验室，我们可以重新访问 PX02SM 并在没有来自主机或自定义配置的 HBA 瓶颈的情况下测试它。
东芝 PX02SM 是一款企业级固态硬盘，采用双端口 12Gb/s SAS 接口和 eMLC NAND， 在我们的早期审查中取得了可喜的成果 的驱动器。 PX02SM 是市场上第一款 12Gb/s SAS SSD，早于 SAS3 适配器的使用，可以让 StorageReview 企业测试实验室测量其在连续工作负载下的最大性能。 随着添加 Supermicro SuperStorage 服务器 AR24NV SAS3 平台到实验室，我们可以重新访问 PX02SM 并在没有来自主机或自定义配置的 HBA 瓶颈的情况下测试它。
PX02SM 是东芝 PX 系列的一部分，该系列于 2013 年推出，具有更快的 SAS3 接口。 PX02SM 提供最快的规格、用于增强纠错的分层 ECC，并且可用于使用加密擦除以提高安全性的安全模型。 东芝 PX02SM 提供 200GB、400GB、800GB 和 1.6TB 容量，并提供五年有限保修。 我们的评测将对 400GB 和 800GB 型号进行基准测试，并提供 6Gb/s SAS2 结果以供比较。
东芝 PX02SM 规格
- 容量
- 200GB (PX02SMF020, PX02SMU020)
- 400GB (PX02SMF040, PX02SMU040)
- 800GB (PX02SMF080, PX02SMU080)
- 1.6TB (PX02SMB160, PX02SMQ160)
- NAND：24nm eMLC
- 接口：SAS 6Gb/s 和 12Gb/s
- 外形尺寸：2.5” SFF x 7mm 高（15TB 型号为 1.6mm）
- 性能
- 顺序读取（持续）：900MB/s
- 顺序写入（持续）：400MB/s
- 随机读取 4k (IOPS)：120,000
- 随机写入 4k (IOPS)：30,000
- 环境
- 温度 – 工作温度 0° 至 55°C
- 温度 - 非工作 -40° 至 70°C（-40° 至 158°F）
- 振动 – 运行 9.8 m/s² (1G)
- 振动 – 非工作状态 49 m/s² (5G)
- 冲击 – 运行 9,800 m/s²（1,000G 0.5ms，½ 正弦）
- 冲击 – 非工作状态 9,800 m/s²（1,000G 0.5ms，½ 正弦波）
- 断电保护控制
- 耐力 TBW：3.7PB (200GB)、7.3PB (400GB)、14.6PB (800GB)、29.2PB (1.6TB)
- MTTF：2 万小时
- 尺寸（宽 x 深 x 高）：69.85 毫米 x 100 毫米 x 7.0 毫米
- 重量：70克
- 5年有限保修
影片总览
设计与建造
虽然高性能企业级固态硬盘通常使用 15 毫米机箱，但东芝 PX02SM 采用 7 毫米设计（1.6TB 型号除外，其厚度为 15 毫米）和 2.5 英寸外形尺寸。 该驱动器的外观实用而不华而不实，并且采用冲压铝制机身，给人以坚固的感觉。
PX02SM SSD 的正面是用于电源和数据的 12Gb/s SAS 连接，它向后兼容 SAS 6Gb/s HBA。
PX02SM 使用 Marvell 联合品牌 TC58NC9036GTC 控制器。 我们的 400GB 评测型号还有 16 个 Toshiba 的 24nm eMLC NAND die packages，每个都有 32GB o512GB 的原始闪存容量和 400GB 的未格式化容量。
测试背景和比较
东芝PX02SM采用Marvell联名TC58NC9036GTC控制器和24nm eMLC NAND，接口支持SAS 12Gb/s。 虽然我们的协议还将发布具有 02Gb/s SAS400 主机的 PX6SM 2GB 型号的性能结果，但 400GB 和 800GB 型号的最佳性能是通过 SAS3 实现的。 StorageReview Enterprise 测试实验室使用 SuperMicro SuperStorage Server 2027R-AR24NV 作为我们的 SAS3 测试平台，其特点是：
- 2 x Intel Xeon E5-2687 v2（3.4GHz，25MB 缓存，8 核）
- 英特尔 C602 芯片组
- 内存 – 256GB (16 x 16GB) 1333Mhz Micron DDR3 Registered RDIMM
- Windows Server 2012 标准版 – 100GB 美光 RealSSD P400e 启动固态硬盘
- 3 x Supermicro SAS3 HBA（LSI SAS 3008 控制器）
- 100GB 美光 P400e Linux CentOS 6.3 启动
- 200GB 美光 P400m Windows Server 2012 启动
- 100GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 boot (Sysbench) w/ Micron M500 960GB 用于数据库存储
- Mellanox ConnectX-3 双端口 VPI PCIe 3.0 适配器
本次审查的可比性：
- 日立SSD800MH （400GB，Intel联名DB29AA11B0控制器，Intel 25nm MLC NAND，12.0Gb/s SAS）
- OCZ 塔罗斯 2 R （400GB，SandForce SF-2500 控制器，Intel 25nm MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
- 日立SSD400M （400GB，英特尔 EW29AA31AA1 控制器，英特尔 25 纳米 eMLC NAND，6.0Gb/s SAS）
- 智能擎天柱 (400GB, 第三方控制器, Toshiba 34nm MLC NAND, 6.0Gb/s SAS)
- STEC s842（s840 系列） （800GB，STEC 24950-15555-XC1 控制器，东芝 MLC NAND，6.0Gb/s SAS）
应用性能分析
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常见的基础架构和应用程序工作负载进行建模。 因此，我们对东芝 PX02SM 的前两个基准测试是 MarkLogic NoSQL 数据库存储基准 和 通过 SysBench 的 MySQL 性能.
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。 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。 MarkLogic 记录每个 SSD 的总平均延迟以及间隔延迟。
在 MarkLogic NoSQL 基准测试中，东芝 PX02SM 的平均延迟最高，为 3.604 毫秒，在本次测试中的成绩非常差。
PX02SM 架构未针对我们的 NoSQL 工作负载的访问模式进行优化，触发延迟在整个协议中达到或超过 9 毫秒的标准化最大值。
HGST SSD800MM 在同类产品中保持着决定性的领先优势，在合并读取和合并写入操作期间仅偶尔出现峰值。
SanDisk Optimus 将大多数操作的延迟保持在 6 毫秒以下，少数峰值达到 7 毫秒到 11 毫秒之间。
HGST SSD400M 的延迟变化比 SanDisk Optimus 大，NoSQL 日志写入操作期间的延迟最大。
OCZ Talos 2 R 具有与 SSD400M 相似的 NoSQL 性能，延迟峰值在 9-32 毫秒之间。 它的最高峰发生在合并写入操作期间。
我们的下一个应用测试包括 通过 SysBench 进行 Percona MySQL 数据库测试，它衡量 OLTP 活动的性能。 在此测试配置中，我们使用一组 联想 ThinkServer RD630s 并将数据库环境加载到单个驱动器上。 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。
800GB PX02SM 的性能优于所有 SAS2 同类产品，在 1,755 个线程下每秒处理 32 个事务，但落后于达到最高 MySQL TPS 值 800 TPS 的 Hitachi SSD2,113MM。
MySQL 应用程序基准测试期间的平均延迟结果与此类似。 800GB Toshiba PX02SM 仅次于 Hitachi SSD800MM，平均延迟从 6.63 毫秒（2 线程）到 18.23 毫秒（32 线程）不等。
转向我们对 OLTP 工作负载的最坏情况 MySQL 延迟的测试，PX02SM 在线程数范围内保持自己的优势，但处于可比较产品包的中间。
企业综合工作负载分析
闪存性能随着驱动器适应其工作负载而变化，这意味着闪存存储必须在每个 fio 综合基准 以确保基准是准确的。 每个可比较的驱动器都使用供应商的工具进行了安全擦除，并在 16 个线程的重负载和每个线程 16 个未完成队列的情况下预处理到稳定状态。
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，每个设备都会在多个线程/队列深度配置文件中按时间间隔进行测试，以显示轻度和重度使用情况下的性能。 我们对东芝 PX02SM 的综合工作负载分析使用了两个在制造商规范和基准测试中广泛使用的配置文件。
- 4k
- 100% 读取和 100% 写入
- 8k
- 70% 读取/30% 写入
虽然 PX02SM 在 800k 预处理期间无法与 HGST 的 SSD4MM 的性能相媲美，但两种 PX02SM 容量都能够达到 50,000 IOPS 的突发速度，然后在稳定状态下逐渐下降至大约 29,000 IOPS。
在 16 个线程的负载和 16 个队列深度的情况下，PX02SM 的突发延迟大约为 5 毫秒，然后稳定在 8.7 毫秒附近，仅落后于 HGST 同类产品。
在 4k 预处理期间测得的最大延迟继续保持相同的模式：除了 HGST SSD02MM 和 SSD800M 保持最低最大值外，东芝 PX400SM 能够始终保持领先于竞争对手。
标准偏差结果使我们更容易了解整个预处理过程中延迟的一致性。 这些结果并没有显示出任何意外，两个 PX02SM 驱动器的启动时间接近 2.4 毫秒，达到稳定状态时，5.1GB 型号的延迟标准偏差接近 800 毫秒，5.8GB 型号的延迟标准偏差为 400 毫秒。
完成预处理过程后，HGST SSD800MM 在 4k 吞吐量方面处于领先地位。 东芝 PX02SM 在我们的 SAS3 测试台上也表现出色，尤其是在 4k 读取操作方面，它在 109,135GB 驱动器上实现了 400 IOPS，在 108,633GB 驱动器上实现了 800 IOPS。
虽然 SSD800MM 在读写操作中拥有最低的平均 4k 延迟，但 PX02SM 表现出对小型读取操作的熟练程度，在 SAS2.34 测试台中将平均延迟保持在 2.35 毫秒和 3 毫秒。 4k 平均延迟结果还揭示了主机和 HBA 的差异，通过 6Gb/s SAS2 的读取延迟略低于 12Gb/s SAS3。
在我们的 4k 综合基准测试中测得的最大延迟将 Toshiba PX02SM 置于同类产品的中间位置。
4k 标准差计算反映了东芝 PX02SM 在测试期间始终如一的延迟性能，无论是使用我们的 02Gb/s SAS 还是 800Gb/s 主机进行基准测试，PX6SM 的结果都领先于除 SSD12MM 之外的所有竞争对手。
我们的下一个工作负载使用 8k 传输，读取操作占 70%，写入操作占 30%。 PX02SM 以大约 75,000 IOPS 的第二名爆发开始为此基准测试进行预处理，然后稳定在接近 41,000GB 型号的 400 IOPS 和 43,000GB 型号的 800 IOPS 的稳定状态。
东芝 PX02SM 开始 8k 70/30 预处理，平均延迟为 3.42 毫秒，我们的 6.22GB 评测驱动器增加到 400 毫秒，我们的 5.96GB 驱动器增加到 800 毫秒，结果使其落后于一流的 HGST SSD800MM，接近 STEC s842。
PX02SM 在整个预调节过程中仅出现少数几个峰值，继续保持强劲的最大延迟结果，36GB 驱动器接近 400 毫秒，40GB 型号接近 800 毫秒。
在预调节曲线的开始，当通过 SAS02 访问 SSD800MM 时，PX2SM（包括容量和 SAS 代）能够实现比 SSD02MM 更一致的延迟，但当 PXXNUMXSM 以其惯常方式访问时，这种优势在预调节结束时消失标准差成绩第二名。
驱动器经过预处理后，8k 70/30 吞吐量基准会改变工作负载强度，从 2 个线程和 2 个队列到 16 个线程和 16 个队列。 测量 8k 吞吐量时，PX02SM 并没有从转向 12Gb/s SAS 中看到太多好处，但无论如何都保持了强劲的第二名。 在最大工作负载下，400GB PX02SM 达到 40,887 IOPS，800GB 型号达到 42,589 IOPS。
8k 70/30 测试中的平均延迟仍然高于 HGST SSD800MM 同类产品，几乎与 STEC s842 并驾齐驱。
在线程数和队列深度较低的情况下，在我们的 8k 综合基准测试中记录的最大延迟使得很难区分东芝 PX02SM、HGST SSD800MM 和 STEC s842。 在更高的线程数下，SSD800MM 重新获得决定性的领先优势，而 PX02SM 与 STEC s842 拉开距离。
8k 70/30 测试期间延迟的标准偏差图未显示 PX02SM 性能中的任何弱点。 PX02SM 12Gb/s 结果从 0.27 个线程和 2 队列深度的 2 毫秒扩展到最密集工作负载的大约 3.7 毫秒。
结语
PX02SM 是东芝的一款新型高性能企业级固态硬盘，具有 12Gb/s SAS 连接、eMLC NAND 和高达 1.6TB 的一系列容量，有助于使其适用于广泛的应用程序。 除了 1.6TB 版本外，PX02SM 还以其 7 毫米的高度而著称，这也为驱动器打开了门和插槽。 东芝的 PX02SM 架构还提供了一些有用的功能，例如断电保护以保护传输中的数据。
PX02SM 在综合基准测试中始终优于大多数同类 eMLC SSD，其稳态数据通常可与其他 eMLC 驱动器（HGST SSD800MM 除外）的突发速度相媲美。 然而，在我们的 MarkLogic NoSQL 基准测试中，该驱动器在所有操作的可比较对象中表现垫底。 PX02SM 在 MySQL 中的 OLTP 性能测试中在某种程度上弥补了自己的不足，其结果不等于其综合基准测试的成功，但确实保持了仅次于 SSD800MM 的强劲第二名的性能。
优点
- 综合基准测试和 MySQL 性能方面的出色结果
- 大多数容量的 7 毫米驱动器高度
缺点
- NoSQL 基准测试中的性能明显低下
底线
PX02SM 是一款多功能的企业级 SSD，体现了东芝 eMLC 工程的优势。 它在综合测试和 MySQL 环境中执行，尽管在 NoSQL 中表现不佳。
