OCZ Z-Drive R4 Enterprise PCIe SSD 評測

當我們第一次審查在去年的 OCZ Z-Drive R4 中，PCIe SSD 以其一流的性能數據以及令人難以置信的 IOPS/$ 性能讓我們驚嘆不已。事實上，它是如此之快，以至於我們重新開發了我們的測試平台，以更好地適應新興的 PCIe SSD 空間，專門為企業存儲解決方案提供測試平台。在這次重新審查中，我們在我們的企業測試環境更好地模擬企業用戶對 R4 的期望。

回顧一下，OCZ Z-Drive R4 可能是市場上最靈活的 PCIe SSD 存儲解決方案，因為它有多個迭代版本。全尺寸卡的容量高達 3.2TB；還有一個半尺寸選項，最高可達 1.2TB。這兩款卡都利用 SandForce SF-2200 控制器（全卡上有八個控制器，半卡上有四個控制器），以及 OCZ 的 SuperScale 存儲加速器，可最大限度地減少 CPU 開銷和功耗。其他亮點包括無需額外電源，Z-Drive R4 可啟動，無需系統驅動器。企業購買者還可以升級到 RM 系列，該系列提供 SandForce SF-2500 控制器以及斷電時將數據刷新到 NAND 的電源保護。這篇評論是針對 1.6TB 全高 CM88 Z-Drive R4 的。

Z-Drive R4 的一大亮點，或許也是關鍵價值點在於這款 PCIe SSD 中使用的 NAND。 OCZ 在 Z-Drive R4 中使用消費類 MLC NAND，這使其成為市場上成本最低的企業級 PCIe 解決方案。但這並不意味著它會放棄任何性能，全高卡可提供高達 2,800 MB/s 的讀取速度、2,800 MB/s 的寫入速度以及 4 的 410,000k 隨機寫入 IOPS 和 8 的 275,000k IOPS。這些驅動器還提供充足的耐用性，從 7.5GB 半高卡的 300PB 到 80TB 全高卡的 3.2PB。

CM88（全高）規格：

容量
- 800GB – ZD4CM88-FH-800G
  - 耐力 – 20PB
- 1.6TB – ZD4CM88-FH-1.6T
  - 耐力 – 40PB
  - 1490GB可用
- 3.2TB – ZD4CM88-FH-3.2T
  - 耐力 – 80PB
性能
- 最大讀取速度高達 2,800 MB/s
- 最大寫入速度高達 2,800 MB/s
- 隨機寫入操作 (4kB) 410,000 IOPS
- 隨機寫入操作 (8kB) 275,000 IOPS
PCI Express Gen. 2 x8
PCIe 全高，3/4 長度兼容
OCZ SuperScale 存儲控制器
NAND 控制器：8 個 SandForce SF-2200 SSD 處理器
尺寸（長x寬x高）：242 x 98.4 x 17.14毫米
重量：283g
功耗：23W 空閒，26W 活動

CM84（半高）規格

容量
- 300GB – ZD4CM84-HH-300G
  - 耐力 – 7.5PB
- 600GB – ZD4CM84-HH-600G
  - 耐力 – 15PB
- 1.2TB – ZD4CM84-HH-1.2T
  - 耐力 – 30PB
性能
- 最大讀取速度高達 2,000 MB/s
- 最大寫入速度高達 2,000 MB/s
- 隨機寫入操作 (4kB) 250,000 IOPS
- 隨機寫入操作 (8kB) 160,000 IOPS
PCI Express Gen. 2 x8
符合 PCIe 半高半長標準
OCZ SuperScale 存儲控制器
NAND 控制器：4 個 SandForce SF-2200 SSD 處理器
尺寸（長x寬x高）：168.55 x 68.91 x 17.14毫米
重量：131g
功耗：14.5W 空閒，16W 活動

附加規格

同步消費類 MLC NAND 閃存
OCZ VCA 2.0 架構
TRIM/SCSI 取消映射（需要操作系統支持）
使用 DataWrite 保證技術的電源故障保護
加密：128 位和 256 位 AES 兼容
糾錯碼恢復
具有企業屬性的 SMART 支持
MTBF：2,000,000小時
3 年保用期
兼容 Windows 7、Windows Server 2008、Linux Red Hat Enterprise 6.1
工作溫度：0°C ~ 70°C
儲存溫度：-45°C ~ 85°C

合成基準

OCZ Z-Drive R4採用Intel的25nm標準MLC NAND，八個SandForce SF-2282控制器和一個PCIe 8x接口；我們的審查單位是 1.6TB。用於本次審查的比較對象包括以下最近測試的企業 PCIe SSD： LSI WarpDrive SLP-300 （300GB，六個 SandForce SF-1564 控制器，美光 34nm SLC NAND，PCIe 8x）和 Fusion-io ioDrive 雙核（640GB，兩個 Xilinx Virtex 5 控制器，三星 3xnm MLC NAND，PCIe 8x）。所有企業 SSD 都在我們的企業測試平台上進行基準測試聯想ThinkServer RD240. 所有 IOMeter 數字都表示為 MB/s 速度的二進制數字。

鑑於 OCZ Z-Drive R4 等 PCIe SSD 的更高性能，我們略微修改了我們的標準測試方法，而不是我們如何對單個企業 SATA/SAS SSD 進行壓力測試。為了使卡完全飽和，我們必須通過 IOMeter 中的多個管理器和工作器來增加 I/O 負載，否則我們將看不到該驅動器的全部潛力。我們的方法允許我們在未格式化的設置中仍然使用驅動器，兩個管理器和兩個工作人員與相同的 5GB LBA 段接口。

我們將本次審查的綜合 IOMeter 測試部分分為兩部分。第一個是我們的標準低隊列深度測試，在給定管理器/工作線程數的情況下，在單個驅動器上以 QD=1 級別執行，在 QD=4 級別上在 PCI-e SSD 上執行。初始測試更符合單用戶環境，而後半部分更高的隊列深度範圍更像是卡在 I/O 請求堆積的服務器中看到的情況。

為了查看它在直線性能方面的表現如何，我們使用 IOMeter 進行了 4K 對齊的順序 2MB 傳輸測試，有效隊列深度率為 4。OCZ 列出了 2,800MB/s 讀取和 2,800MB/s 的峰值順序傳輸速度為全高 Z-Drive R4 寫作。

在直線測量中，1.6TB Z-Drive R4 的讀取速度為 2.863MB/s，寫入速度為 2,557.2MB/s。

我們的下一個測試著眼於隨機大塊傳輸，但仍保持 2MB 傳輸大小。

切換到隨機大塊傳輸後，性能並沒有下降太多，讀取速度降至 2,822MB/s，寫入速度穩定在 2,493MB/s。

接下來，我們查看我們在實驗室測試過的所有 PCI-e SSD 的低隊列深度 4K 隨機讀/寫以及峰值隊列深度數據。

在低隊列深度下，OCZ Z-Drive R4 在 4K 讀取速度上落後於 LSI WarpDrive，但在寫入速度上超過它。稍後在我們開始查看更高隊列深度的擴展性能的審查中，很明顯這些多控制器驅動器需要多線程環境來伸展它們的腿。

有了額外的控制器，OCZ Z-Drive R4 的 QD=4 性能表現出比 LSI WarpDrive 更強的 4K 寫入性能，相當於更快的 4K 平均延遲時間。峰值延遲的差異可能歸因於 NAND 和控制器的差異，尤其是 Z-Drive R4 具有八個 SandForce SF-2200 處理器同步在一起，而 ioDrive Duo 上只有兩個控制器或 LSI WarpDrive 上有六個。在我們的測試中，最大延遲達到 35.38 毫秒。

我們綜合基準的下半部分是斜坡測試，涵蓋從早期隊列深度級別到最大值 64 (QD=256) 或 128 (QD=512) 的性能。本節還包括我們的服務器配置文件測試，這些測試從一開始就旨在展示企業產品在要求苛刻的混合服務器負載下的性能。

我們的第一個斜坡測試著眼於隨機 4K 讀取性能，因為它從有效隊列深度 4 擴展到 256。

從 Z-Drive R4 開始，它略微落後於 LSI WarpDrive，直到隊列深度為 8（有效 32），然後躍升至 314,000 IOPS 的峰值。

查看具有隨機 4K 寫入活動的相同測試，我們再次測量有效隊列深度為 4 到 256 的性能。

OCZ Z-Drive R4 通過 QD2（有效 8）保持對 WarpDrive 的小領先優勢，然後迅速達到 355,000 IOPS 的峰值。

我們的最後一組標準綜合基準測試使用我們在 IOMeter 中的服務器配置文件來查看擴展性能。這些測試測量從低隊列深度到最大值 128 (QD=512) 的性能。本節旨在展示企業產品在不同要求苛刻的混合工作負載下的性能表現。 OCZ Z-Drive R4 利用八個 SF-2000 控制器輕鬆控制了這一領域，而 LSI WarpDrive 則使用六個 SF-1500 控制器。

企業綜合基準

寫入驅動器的時間越長，閃存性能就會發生變化，並且速度會逐漸降低，直到驅動器達到其穩態速度。在企業環境中，如果驅動器在使用一小時後不會再次達到該速度，則初始突發幾乎無關緊要。這就是穩態基準測試的用武之地，顯示驅動器在 24/7 負載下的性能。出於這個原因，以下所有基準測試都是在穩態模式下進行預處理和記錄的。

我們使用我們的 StorageReview 企業測試環境來對 OCZ Z-Drive R4 進行基準測試；準確地表示其在企業環境中的能力。企業測試平台基於聯想ThinkServer RD240，配備雙英特爾至強X5650處理器，運行Windows Server 2008 R2。所有 IOMeter 數字都表示為 MB/s 速度的二進制數字。

我們的第一個測試著眼於具有大塊傳輸的順序寫入環境中的速度。此特定測試使用 IOMeter 的 2MB 傳輸大小，4k 扇區對齊並測量隊列深度為 4 的性能。

對於不可壓縮的數據，1.6TB Z-Drive R4 以 2,200MB/s 讀取和 1,443MB/s 寫入的穩態大塊順序傳輸速度穩定下來。

轉向隨機訪問配置文件，但仍保持 2MB 的大塊傳輸大小，我們開始看到性能在多用戶環境中的變化。該測試保持我們在之前的順序傳輸基準測試中使用的相同隊列深度級別 4。

保持大塊傳輸但從順序訪問切換到隨機訪問，OCZ Z-Drive R4 保持了 2,223MB/s 的讀取速度和 426MB/s 的寫入速度

我們的下一個測試著眼於靜態隊列深度為 4 時的 32K 隨機寫入性能，一旦驅動器達到穩態，就會記錄結果並取平均值。雖然 IOPS 性能是衡量穩態性能的一個很好的指標，但另一個重要的關注領域是平均和峰值延遲。更高的峰值延遲數字可能意味著某些請求可以在大量連續訪問下備份。

在此測試中，我們包括 QD4 的單經理、單工人隨機 32K 性能，以及 1 經理 4 工人結果。單個工作人員速度測得 48,129 IOPS 和 188MB/s，而四個工作人員速度測得 59,904 IOPS 和 234MB/s。

我們企業綜合基準測試的最後一部分涵蓋了我們服務器配置文件測試中的穩態性能。他們對讀取活動有強烈的偏好，從 67% 讀取我們的數據庫配置文件到 100% 讀取我們的 Web 服務器配置文件。由於 Z-Drive R4 使用 SandForce 處理器可以壓縮數據以獲得更快的速度，因此我們測量了 0% 和 90% 壓縮率的穩態性能。這顯示了現實世界條件的兩個極端，其中給定環境中的某些數據可以重複和壓縮。由於 OCZ Z-Drive R4 在我們的突發測試中在增加的隊列深度負載下顯示出更高的性能水平，因此我們在穩態測試中包括單經理/單工人和單經理/四工人基準。

我們的第一個服務器配置文件涵蓋了數據庫條件，其中 67% 的讀取和 33% 的寫入工作負載組合主要集中在 8K 傳輸大小上。

在較低強度的負載下，OCZ Z-Drive R4 在我們的數據庫配置文件中的性能與 LSI WarpDrive 大致相當。正如我們在突發測量中發現的那樣，為了展示其全部潛力，我們將負載增加了四倍，Z-Drive R4 表現出了更強的性能。在其峰值時，R4 在不可壓縮數據下測得 63,470 IOPS，在 158,902% 可壓縮數據下測得 90 IOPS。

下一個配置文件著眼於一個文件服務器，80% 的讀取和 20% 的寫入工作負載分佈在從 512 字節到 64KB 的多種傳輸大小上。

在我們的文件服務器配置文件中，只有一個工作人員，OCZ Z-Drive R4 在不可壓縮數據下測得 45,211 IOPS，在 69,826% 可壓縮數據下測得 90 IOPS。將負載增加到四名工作人員，速度大幅提升至 82,589 IOPS（可壓縮數據）和 120,788 IOPS（可壓縮數據為 90%）。

我們的 Web 服務器配置文件是只讀的，傳輸大小從 512 字節到 512KB 不等。

在我們使用只讀傳輸的 Web 服務器場景中，我們測得的速度最高約為 50-51,000 IOPS，單個工作負載來自可壓縮和不可壓縮數據類型。將負載增加到四名工作人員，傳輸速度保持在 50,961 IOPS 不可壓縮數據，而平均延遲從更高的隊列深度躍升。憑藉 90% 的可壓縮信息，Z-Drive R4 能夠將其性能提高到 83,257 IOPS，並將其平均延遲降低到 1.537 毫秒。

最後一個配置文件查看工作站，使用 20K 傳輸混合使用 80% 的寫入和 8% 的讀取。

在我們的工作站配置文件中，Z-Drive R4 表現出與我們的數據庫測試相似的性能，在該測試中它需要更高的隊列深度才能在給定的隊列深度下超越 LSI WarpDrive。在單個工作負載下，OCZ Z-Drive R4 在不可壓縮數據下測得 48,077 IOPS，在 75,273% 可壓縮數據下加速到 90 IOPS。在四人負載下，Z-Drive R4 的不可壓縮數據傳輸速度為 82,079 IOPS，145,249% 可壓縮數據傳輸速度為 90 IOPS。

真實世界的企業基準

我們的企業跟踪涵蓋 Microsoft Exchange 郵件服務器環境。我們在幾天內捕獲了 StorageReview 郵件服務器的活動。該服務器硬件包括一個運行 Windows Server 2970 R2003 環境的 Dell PowerEdge 2，在 Dell Perc 73/I 集成控制器上以 RAID10 中的三個 5GB 5k SAS 硬盤驅動器運行。跟踪由許多小的傳輸請求組成，具有 95% 的強大讀取負載和 5% 的寫入流量。

在我們真實的郵件服務器場景中，OCZ Z-Drive R4 測得的平均速度為 166,265 IOPS 或 1,327MB/s。

結論

幾個月後，我們的重新審查只會增加我們對 OCZ 對 Z-Drive R4 所做的工作的欽佩。這是一款出色的通用 PCIe SSD，可提供出色的性能和充足的耐用性，即使使用標準級 MLC NAND 也是如此。對於需要 Z-Drive R4 用於特定用途的用戶，OCZ 提供了大量配置選項，包括專用型號。自 Z-Drive R4 首次推出以來，OCZ 宣布了 Z-Drive R4 CouldServ 版本，該版本針對雲計算應用程序，使用 16 個 SandForce SF-2581 控制器提供高達 1.4TB 的容量，速度可達 6,000 萬 IOPS 和 XNUMX MB /秒。

與市場上的其他 PCIe 解決方案相比，Z-Drive R4 在大量多線程流量方面表現出色。在很大的負載下，R4 可以超越其他競爭選項，但如果它沒有被完全利用，則在某些情況下性能會達到或低於其他模型。在隨機 4K 讀取速度等領域，Z-Drive R4 必須高於 32 的有效 QD 水平才能超越 LSI WarpDrive。在我們的穩態工作站和數據庫配置文件中，我們發現 R4 無法發揮其最大潛力，除非它具有具有某些可壓縮工作負載的多工作環境。這實際上歸結為分析您當前的工作負載並找到適合應用程序要求的最佳 PCIe 解決方案。在某些性能範圍內，不同的 PCIe 解決方案提供了更好的結果，這也與我們在特定領域具有優勢的各種 2.5 英寸外形企業級 SSD 中看到的結果一致。

對於可以利用 OCZ Z-Drive R4 的應用程序，幾乎沒有（如果有的話）可以在同一級別競爭的產品。在某些配置中利用消費類 MLC NAND，Z-Drive R4 可以達到或超過其他企業 PCIe 解決方案的性能，並且仍然提供令人信服的耐用性數據，其中 $/GB 和 IOPS/$ 幾乎無人能及。對於那些需要更高級別耐久性、需要 SLC-NAND 和增強電源保護的用戶，OCZ 也為您提供了他們的 Z-Drive R4 RS 系列。 Z-Drive R4 具有無數的變體，可提供一流的性能和幾乎適用於任何應用的自定義配置。

優點