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HGST Ultrastar SSD800MM 企業級固態硬盤評測

by 存儲審查

HGST Ultrastar SSD800MM 企業級 SSD 是市場上第二款 12Gb/s SAS 接口 SSD,採用聯合開發的 Intel/HGST 控制器和 25nm MLC NAND。 顧名思義,SSD800MM 可提供高達 800GB 的容量,適合 HGST 推出的全新驅動器系列。 該系列的其他 SSD 是 SSD800MH 和 SSD1000MR,整條產品線的設計考慮了大數據分析、高頻交易、網上銀行和雲計算等要求最嚴苛的應用。 最重要的是,SSD800MM 採用節能設計,可選擇 9W 或 11W 的功耗以利用能效或性能。


HGST Ultrastar SSD800MM 企業級 SSD 是市場上第二款 12Gb/s SAS 接口 SSD,採用聯合開發的 Intel/HGST 控制器和 25nm MLC NAND。 顧名思義,SSD800MM 可提供高達 800GB 的容量,適合 HGST 推出的全新驅動器系列。 該系列的其他 SSD 是 SSD800MH 和 SSD1000MR,整條產品線的設計考慮了大數據分析、高頻交易、網上銀行和雲計算等要求最嚴苛的應用。 最重要的是,SSD800MM 採用節能設計,可選擇 9W 或 11W 的功耗以利用能效或性能。

新的 12Gb/s SAS 系列中的三個驅動器在耐用性和性能方面的差異最為顯著。 我們正在評測的 Ultrastar SSD800MM 的額定耐久性為每天 10 次完整驅動器寫入 (DW/D),持續五年,而最高耐久性型號 SSD800MH 的額定值為 25 DW/D,精打細算的 SSD1000MR 的額定值為在 2 DW/D。 除此之外,SSD800MM 的額定寫入量也高達 14.6PB,而 SSD36.5MM 為 800PB。 將這些尖端 SSD 彼此區分開來的不僅僅是耐用性。 讀寫各自的IOPS如下:SSD800MH – 145,000/100,000; SSD800MM – 145,000 IOPS/70,000 次寫入; SSD1000MR – 145,000/20,000。

正如我們在我們的 東芝 PX02SM SSD 評測,由於 SAS 800Gb/s HBA 仍未投放市場,該驅動器和 SSD12MM 已經躍出大門。 這意味著目前,一些性能將受到通過 SAS 6Gb/s 向後兼容的驅動器的限制,儘管通過該接口的吞吐量仍然很強。 HGST 表示,6Gb/s 用戶仍將獲得小塊性能增強,而當市場可用性帶來 12Gb/s 的充分利用時,大塊傳輸將更加令人印象深刻。

HGST 還提供其 Ultrastar 12Gb/s SAS SSD800MM,具有不同的加密風格或根本沒有。 組織不僅可以選擇,而且還可以選擇可信計算組 (TCG) 加密、TCG + FIPS 140 加密,或者他們可以選擇使用加密清理功能來安全擦除驅動器。

HGST Ultrastar SSD800MM 現​​已上市,提供五年保修,寫入容量高達 36.5PB。

HGST Ultrastar SSD800MM 規格

  • 容量
    • 200GB(HUSMM8080ASS200)
    • 400GB(HUSMM8040ASS200)
    • 800GB(HUSMM8020ASS200)
    • 最後一個數字表示驅動器是否具有加密清理 (0)、TCG 加密 (1)、無加密 (4) 或 TCG + FIPS 認證加密 (5)
  • 與非:25nm MLC
  • 接口:SAS 6Gb/s 和 12Gb/s
  • 性能
    • 順序讀取(持續):1150MB/s
    • 順序寫入(持續):700MB/s
    • 隨機讀取 4k (IOPS):145,000
    • 隨機寫入 4k (IOPS):70,000
  • 環境建議
    • 環境溫度:0° 至 60°C
    • 衝擊(半正弦波):1000G(0.5ms); 500G(2毫秒)
    • 振動,隨機 (G RMS):2.16,所有軸 (5-700 Hz)
  • 耐力 TBW:9.1PB (200GB)、18.3PB (400GB)、36.5PB (800GB)
  • MTBF:2萬小時
  • 尺寸(寬x深x高):70.1mm x 100.6mm x 15.0mm
  • 重量:70克
  • 5年有限保修

設計和建造

與大多數高性能企業級 SSD 一樣,Ultrastar SSD800MM 具有 2.5 英寸的外形尺寸和 15 毫米的高度。 外觀設計樸實無華,採用堅固耐用的金屬結構。

SSD800MM 的正面是用於電源和數據的行業標準 SAS 連接,兼容 SAS 12Gb/s 並向後兼容 SAS 12Gb/s。

內部有一個 Intel 聯名 DB29AA11B0 SAS 12Gb/s 控制器。 我們的 400GB 評測型號還有 18 個 Intel MLC NAND 芯片封裝,每個封裝的容量為 32GB。 因此,驅動器的原始容量為 576GB,未格式化的容量為 400GB。

測試背景和比較

HGST Ultrastar SSD800MM採用英特爾聯名DB29AA11B0控制器和25nm MLC NAND,接口支持SAS 12Gb/s。 在這篇評論中,我們展示了 SAS 6Gb/s 性能在我們穩定的 ThinkServer RD630 平台上使用 LSI 9207-8i HBA 以及早期 SAS 12Gb/s 性能使用帶有定制電纜的新 9300-8e HBA 的 beta 樣本。

本次審查的可比性:

  • 東芝 PX02SM (400GB,Marvell聯名TC58NC9036GTC主控,東芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)
  • 東芝 MKx001GRZB eSSD (400GB,Marvell 88SS9032-BLN2,東芝 32nm SLC NAND,6.0Gb/s SAS)
  • OCZ 塔羅斯 2 C (480GB,SandForce SF-2282 控制器,Intel 25nm MLC NAND,6.0Gb/s SAS)
  • OCZ 塔羅斯 2 R (400GB,SandForce SF-2500 控制器,Intel 25nm MLC NAND,6.0Gb/s SAS)
  • 日立SSD400M (400GB,英特爾 EW29AA31AA1 控制器,英特爾 25 納米 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,東芝 MLC NAND,6.0Gb/s SAS)

所有 SAS/SATA 企業級固態硬盤均在我們的第二代企業級測試平台上進行基準測試,該平台基於 聯想ThinkServer RD630. 這個新的基於 Linux 的測試平台包括最新的互連硬件,例如 LSI 9207-8i HBA 以及面向最佳閃存性能的 I/O 調度優化。 對於綜合基準測試,我們使用適用於 Linux 的 FIO 2.0.10 版和適用於 Windows 的 2.0.12.2 版。

  • 2 x Intel Xeon E5-2620(2.0GHz,15MB 緩存,6 核)
  • 英特爾 C602 芯片組
  • 內存 – 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(用於啟動 SSD)
  • LSI 9207-8i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA(用於基準測試 SSD 或 HDD)
  • LSI 9300-8e SAS/SATA 12.0Gb/s HBA(用於基準測試早期的 SAS 12 SSD 或 HDD)
  • Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0 適配器
  • Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 適配器

由於 800-12e 所需的早期 LSI MPT3SAS 驅動程序無法在 CentOS 9300 或 CentOS 的任何企業測試平台(四個不同的服務器供應商)上運行,因此該評論涵蓋了 SSD8MM 在 SAS 6.2Gb/s 模式下的有限性能6.3. 我們確實讓驅動程序在 Windows Server 2012 環境下運行,我們用它來收集本次審查的 SAS 12Gb/s 部分的綜合性能數據。 因此,結果並不完全相同,應該被視為技術預覽,而不是最終性能數據,因為 LSI 卡顯然不是最終產品,從現在到 LSI 全面上市之間可能會有很多軟件評論12Gb/s SAS HBA。

企業綜合工作負載分析

閃存性能在每個存儲設備的整個預處理階段各不相同。 我們的企業存儲基準流程首先分析驅動器在徹底預處理階段的運行方式。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行安全擦除,在 16 個線程的重負載下使用相同的工作負載預處理到穩定狀態,每個線程有 16 個未完成隊列,然後按設定的時間間隔進行測試在多個線程/隊列深度配置文件中顯示輕度和重度使用情況下的性能。

預處理和初級穩態測試:

  • 吞吐量(讀+寫 IOPS 聚合)
  • 平均延遲(讀+寫延遲一起平均)
  • 最大延遲(峰值讀取或寫入延遲)
  • 延遲標準偏差(讀+寫標準偏差一起平均)

我們的企業綜合工作負載分析包括四個基於實際任務的配置文件。 開發這些配置文件是為了更容易與我們過去的基準測試以及廣泛發布的值(例如最大 4k 讀寫速度和 8k 70/30,通常用於企業驅動器)進行比較。

  • 4k
    • 100% 讀取或 100% 寫入
    • 100% 4k
  • 8k 70/30
    • 70% 讀取,30% 寫入
    • 100% 8k

我們的第一個測試測量 100% 4k 隨機寫入性能,負載為 16T/16Q。 在此設置中,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 的爆發特性測試高達 106,000 IOPS,然後隨著驅動器接近穩定狀態而穩定在 65,000 IOPS 左右。 這兩個數字都遙遙領先於競爭對手。 12Gb/s 接口對 HGST 驅動器的突發性能產生了重大影響 (35,000 IOPS),但東芝 PX02SM 沒有。

在重 16T/16Q 負載下,HGST Ultrastar SSD800MM 的突發時間為 2.45 毫秒,並在接近穩態時擴大到約 3.9 毫秒。 這些標記再次將競爭對手甩在了後面,而 12Gb/s SAS 接口再次被證明對 HGST 的突發模式產生了影響。

比較 SSD 之間的最大延遲,HGST Ultrastar SSD800MM 在穩態下的最大響應時間範圍為 16-24 毫秒。 該範圍優於競爭對手,穩態範圍也是如此。 超過 800Gb/s SAS 的 SSD6MM 產生了大約 10 毫秒的延遲。 此外,對於最大延遲,東芝 PX02SM 在 12Gb/s 接口下產生的延遲大約是其自身在 6Gb/s 下的一半。

更仔細地觀察我們 4k 隨機寫入工作負載的延遲一致性,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 僅在 1.2ms 左右排名第一,而 Toshiba PX02SM 12Gb/s 接近 3.5ms。 兩個驅動器產生的偏差只有 6Gb/s 的一半。

經過 6 小時的預處理後,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 提供了 4k 隨機讀取性能,達到同類領先的 149,697 IOPS,寫入活動為 65,272。 再次,SSD800MM 產生了頂級數字。 這一次,12Gb/s 測試產生了更高的讀取 IOPS,但寫入 IOPS 相似。

在 16T/16Q 的工作負載下,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 的平均 4k 隨機讀取延遲為 1.71ms,寫入延遲為 3.92ms。 12Gb/s 提供的讀取活動平均延遲減少 0.5 毫秒,寫入活動減少 5 毫秒。 Toshiba PX02SM 在 12Gb/s 和 6Gb/s 上的表現幾乎相同。

對於最大延遲,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 被取消了組讀取活動標記的後面和組寫入的中間。 6Gb/s 實際上表現更好。 這次 Toshiba PX02SM 12Gb/s 產生的延遲不到 6Gb/s 測試的一半。

比較延遲一致性,HGST Ultrastar SSD800MM 與 Toshiba PX4SM 一起在 02k 隨機讀寫一致性方面表現最強。 兩個驅動器都從 12Gb/s 接口中受益匪淺; 他們為讀取活動產生了幾乎為 0 的標準偏差延遲。

在我們的下一個工作負載中,我們將查看具有 8/70 讀/寫混合比率的 30k 配置文件。 在此設置中,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 產生了最大的吞吐量,從大約 95,000 IOPS 突發開始,然後減慢到接近穩定狀態的大約 64,000 IOPS。 突發性能提供的 IOPS 比 40,000Gb/s 高出約 6,儘管與我們的 4k 測試一樣,差距在穩態下縮小了很多。 在那裡,6Gb/s 落後 10,000 IOPS。 Toshiba PX02SM 12Gb/s 的優勢較為有限,約為 4,000 IOPS。

在我們的 800K 12/2.67 預處理測試開始時,HGST Ultrastar SSD8MM 70Gb/s 的平均延遲測得為 30 毫秒,隨著它接近穩定狀態,它增加到大約 4.02 毫秒。 這些同類最佳數據與 6Gb/s 之間的差異是顯而易見的,儘管 Toshiba PX02SM 的評級彼此相似。

在我們的 8k 70/30 測試期間,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 和 Toshiba PX02SM 相互交叉並提供最佳峰值響應時間。 在大部分測試中,它們的最大延遲低於 20 毫秒。 他們的 12Gb/s SAS 接口被證明可以減少大約 40% 的延遲。

HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 延遲一致性表現最好,不到 6Gb/s 的一半,它也能夠抵擋東芝 PX02SM 12Gb/s。

與我們在 16% 16k 寫入測試中執行的固定 100 線程、4 隊列最大工作負載相比,我們的混合工作負載配置文件可在各種線程/隊列組合中擴展性能。 在這些測試中,我們將工作負載強度從 2 個線程和 2 個隊列擴展到 16 個線程和 16 個隊列。 在擴展的 8k 70/30 測試中,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 的峰值為 63,000+ IOPS,以顯著優勢位居組首,而 6Gb/s 則低約 10,000 IOPS。 Toshiba PX02SM 12Gb/s 在其 6Gb/s 測試中幾乎沒有優勢。

HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 的平均延遲是一流的。 與 6Gb/s 相比,它沒有很大的優勢,但確實提供了一個小的增量。 東芝 PX02SM 沒有提供明顯的增量。

在我們可變負載 8k 70/30 測試期間,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 的最大延遲保持非常低,大部分測試的峰值保持在 20 毫秒以下,直到終端隊列深度。 在最高 21.73T/16Q 負載下,它略微躍升至 16 毫秒,這仍然是 SSD 中最低的峰值,超過了東芝 PX02SM 12Gb/s。 12Gb/s 測試產生的延遲大約是 6Gb/s 的一半。

標準偏差提供了與之前最大延遲測試相似的結果,HGST Ultrastar SSD800MM 12Gb/s 在我們的測試環境中再次名列前茅。 12Gb/s 的數據顯示延遲大約是 6Gb/s 的一半。

結論

HGST Ultrastar SSD800MM 最大容量為 800GB,功耗僅為 11W/9W(可定制),最重要的是它是市場上第二款採用全新 12Gb/s SAS 接口的硬盤。 SSD800MM 還具有共同開發的 Intel/HGST 控制器和 25nm MLC NAND。 SSD800MM 與其主流和入門級同類產品一起,旨在處理對性能要求最高的工作負載,例如大數據分析、高頻交易、網上銀行和雲計算。 HGST 還以不同的加密形式運送這些驅動器,以進一步定制數據安全性。

當使用我們的 800k 和 4k 綜合基準測試測試 HGST Ultrastar SSD8MM 時,SSD800MM 表現出色。 除了一個例外,它提供了任何同類驅動器中最大的吞吐量和最短的延遲。 更進一步,它的吞吐量領先於競爭對手數万 IOPS,而且它的延遲很少匹配,儘管東芝在最大延遲和標準偏差方面保持領先。 SSD800MM 表現低於第一的唯一區域是 4k 最大延遲,它在讀取活動中落在組的後面,在寫入活動中落在中間。

HGST 驅動器具有如此令人難以置信的性能,但在驅動器數量方面樣本量如此有限,而且沒有具有完整驅動程序支持的生產就緒 HBA,這有點令人沮喪。 進一步推動這一點的是 SAS 12Gb/s 成熟階段的早期階段是佈線線束,任何頭腦正常的企業都不會部署,或者可能能夠部署所有服務器機箱,而不是選擇集成 SAS 背板。 或者,LSI 可以使用外部 Mini SAS HD x4 (SFF-8644) 到 Mini SAS x4 (SFF-8088) 電纜為服務器平台提供更多標準訪問,儘管其他評估該技術的公司使用工作站平台而不是服務器。 無論如何,無論你如何到達那裡,Linux 支持在這一點上都嚴重缺乏,加上缺乏經過驗證的 HBA 選項,使得在支持產品達到全面生產狀態之前採用 HGST 驅動器是不可能的。

然而,當生態系統更加發達時,HGST 驅動器應該顯示出自己已準備好迎接黃金時段。 不幸的是,東芝在該領域提供的其他 SAS 12Gb/s 產品並沒有那麼大膽。 在本次審查中,當我們將其用於 LSI SAS 12 HBA 時,東芝 PX02SM 表現出小幅提升,但整體性能與產品在傳統 SAS 6 環境中的表現大致相同。 這在很大程度上歸結為工程設計,HGST 和英特爾共同開發了一款出色的控制器,該控制器在其他人迅速落後的地方繼續發展。

優點

  • 4k 和 8k 綜合基準測試標記遠優於同類產品
  • 在綜合測試中幾乎全面獲得 12Gb/s 的性能

缺點

  • 最大容量限制為 800GB
  • 性能受限於可用的 HBA 解決方案

底線

HGST Ultrastar SSD800MM 可能是第二款投放市場的 12Gb/s SAS SSD,但其性能確實令人矚目。 事實上,HGST SSD800MM 為 SAS SSD 設定了新的性能標準,在 Windows 中擁有巨大的吞吐量。

HGST Ultrastar SSD800MM 產品頁面

更新 2/13/2014 – HGST SSD80MM 評測更新 - SAS3平台