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三星 PM853T 固態硬盤評測

by 萊爾·史密斯

三星 PM853T 是該公司最新進入企業級 SSD 領域的產品。 和它的姐妹SSD一樣 845DCEVO (它們的主要區別在於分銷渠道),PM853T 利用了三星的 TLC NAND 和 SATA 接口。 結果是該驅動器成為更傾向於以讀取為中心的入門級企業工作負載的有力替代品。 然而,最大的吸引力並不是性能,儘管驅動器在那裡表現出色,但驅動器成本才是亮點。 PM853T 為企業提供了一個具有足夠成本效益的解決方案,其性能配置文件和擁有成本數字有助於結束高速 2.5" 硬盤驅動器。 


三星 PM853T 是該公司最新進入企業級 SSD 領域的產品。 和它的姐妹SSD一樣 845DCEVO (它們的主要區別在於分銷渠道),PM853T 利用了三星的 TLC NAND 和 SATA 接口。 結果是該驅動器成為更傾向於以讀取為中心的入門級企業工作負載的有力替代品。 然而,最大的吸引力並不是性能,儘管驅動器在那裡表現出色,但驅動器成本才是亮點。 PM853T 為企業提供了一個具有足夠成本效益的解決方案,其性能配置文件和擁有成本數字有助於結束高速 2.5" 硬盤驅動器。 

三星聲稱,他們的數據中心系列 PM853T 固態硬盤在其生命週期內為企業提供一致的性能水平(99.9% 的讀取速度為 200 微秒),同時保持與領先的基於消費者的 MLC 固態硬盤相同的價格類別,這些固態硬盤通常被標記為讀取密集型企業應用。 三星 PM853T 專為分別為 87,000 和 15,000 IOPS 的持續隨機讀取和寫入工作負載而設計。 它還採用鉭電容器構建,以在發生意外電源故障時保護寫入緩存中的數據,這是企業保護其重要數據免受文件損壞的重要安全功能,而大多數消費類 SSD 不提供。 

三星 PM853T SSD 提供 240GB、480GB 和 960GB 的密度。 此評論包括 4 個 960GB 驅動器。

產品規格

  • 形式:因子 2.5”
  • 容量(GB):240/480/960
  • 主機接口:SATA Gen 3.0 – 6Gb/s
  • 物理尺寸:100 x 70 x 7mm
  • 重量:(最多)63g
  • MTBF 1,500,000小時
  • 不可糾正的誤碼率 (UBER):1 分之一
  • 功耗(活動/閒置):3.4/1.1 W
  • 讀取延遲 (99.9% QoS):* 200 μs
  • 寫入延遲 (99.9% QoS):400 微秒
  • 4K 隨機讀取:87,000 IOPS
  • 4K 隨機寫入:15,000 IOPS
  • 64K 順序讀取:530 MB/s
  • 64K 順序寫入:410 MB/s
  • 4K 隨機 WPD:0.3 WPD
  • 64K 連續 WPD:1.6 WPD

設計和建造

三星 PM853T 外觀與該系列中的其他產品幾乎相同,採用時尚簡約的木炭設計。 它的外形包括一個 2.5 英寸、7 毫米的外殼設計,採用堅固的金屬結構,具有堅固的感覺和結構。 三星標誌和白色字體的“固態硬盤”文字位於設備的正面。

PM853T 纖薄的構造使其能夠支持廣泛的應用程序,包括超高密度企業應用程序和企業客戶端應用程序,包括筆記本電腦和台式機。 背面展示了產品信息、容量、型號等多種信息。 使用位於側面輪廓上的四個螺絲孔可以無縫安裝 PM853T。

三星 PM853T 的 SSD 配備了 TLC NAND 閃存和鉭電容器,後者可在意外斷電的情況下保護寫入緩存中的所有數據。

測試背景和比較

本次審查的可比性:

  • 美光P400m (400GB,Marvell 9187 控制器,Micron 25nm MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 英特爾固態硬盤 DC S3700 (200GB,英特爾 PC29AS21CA0 控制器,英特爾 25 納米 MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 美光M500 (480GB,Marvell 控制器,Micron 20nm MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 三星 845DC EVO (480GB,MEX 控制器,三星 19nm Toggle 3bit NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 三星SM843 (240GB,三星 MDX S4LN021X01-8030 控制器,20nm 三星 MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 三星SM843T (480GB,三星 MDX S4LN021X01-8030 控制器,三星 20nm eMLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 英特爾固態硬盤 DC S3500 (480GB,英特爾 PC29AS21CA0 控制器,英特爾 20 納米 MLC NAND,6.0Gb/s SATA)
  • 智能雲速 1000E (400GB,Marvell 88SS9187-BLD2 控制器,東芝 TH58TEG8DDJBA8C 19nm MLC NAND,6.0Gb/s SATA)

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. 這個基於 Linux 和 Windows 的測試平台包括 LSI 9207-8i HBA 以及針對最佳閃存性能的 I/O 調度優化。 對於綜合基準,我們利用 菲奧 Linux 版本 2.0.10 和 Windows 版本 2.0.12.2。 應用程序基準測試使用各種測試平台配置,詳情如下。

  • 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 位和 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)
  • Mellanox ConnectX-3 10GbE PCIe 3.0 適配器
  • Mellanox ConnectX-3 InfiniBand PCIe 3.0 適配器

應用程序工作負載分析

為了了解企業存儲設備的性能特徵,必須對實時生產環境中的基礎架構和應用程序工作負載進行建模。 因此,我們對三星驅動器的前三個基準測試是 MarkLogic NoSQL 數據庫存儲基準, 通過 SysBench 的 MySQL OLTP 性能   Microsoft SQL Server OLTP 性能 具有模擬的 TCP-C 工作負載。

我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境需要四個一組的 SSD,可用容量至少為 200GB,因為 NoSQL 數據庫的四個數據庫節點需要大約 650GB 的空間。 我們的協議使用 SCST 主機並在 JBOD 中呈現每個 SSD,每個數據庫節點分配一個。 測試在 24 個間隔內重複進行,總共需要 30-36 小時。 MarkLogic 記錄每個 SSD 的總平均延遲以及間隔延遲。

在我們的整體平均延遲基準測試中,三星 PM853T 取得了一流的成績,以 2.340 毫秒位居第二,僅次於 Smart CloudSpeed 驅動器。

NoSQL 基準測試期間的延遲結果表明,三星 SM843T 和三星 845DC EVO 確實經歷了整個延遲峰值,儘管 PM853T 顯示出巨大的改進。 

 

我們的下一個應用程序測試包括通過 SysBench 進行的 Percona MySQL 數據庫測試,它測量 OLTP 活動的性能。 在此測試配置中,我們使用一組 Lenovo ThinkServer RD630 並將數據庫環境加載到單個 SATA、SAS 或 PCIe 驅動器上。 該測試測量平均 TPS(每秒事務數)、平均延遲以及 99 到 2 個線程範圍內的平均 32% 延遲。

三星 PM853T 的平均 TPS 以明顯的優勢位居榜首,比接近墊底的 SM843T 有了很大改進。

平均延遲基準的排行榜與平均吞吐量圖表幾乎相同,因為 PM853T 繼續擁有令人印象深刻的一流性能。

在最低的第 99 個百分位數延遲下,三星 PM853T 看起來正以其穩定的延遲趨勢進入中間位置; 但是,它在我們的測試快結束時趨於平穩(而其餘驅動器繼續上升)到最後位居榜首,以微弱優勢擊敗了英特爾 S3700。

StorageReview 的 Microsoft SQL Server OLTP 測試協議 採用事務處理性能委員會基準 C (TPC-C) 的當前草案,這是一種在線事務處理基準,模擬複雜應用程序環境中的活動。 TPC-C 基準比綜合性能基準更接近於衡量數據庫環境中存儲基礎設施的性能優勢和瓶頸。 我們的 SQL Server 協議使用 685GB(3,000 規模)的 SQL Server 數據庫,並在 30,000 VU 負載下測量事務性能和延遲。

三星 PM853T 的 SQL Server 輸出 TPS 排名接近中游,而 SanDisk Optimus Eco 表現最好; 但是,大多數驅動器之間幾乎沒有差異。

在我們的平均延遲基準測試中,我們看到了相同的排名,三星 PM853T 落後了一點,SanDisk Optimus Eco 再次領先。

企業綜合工作負載分析

閃存性能隨著驅動器適應其工作負載而變化,這意味著必須在每個 fio 綜合基準測試之前對閃存進行預處理,以確保基準測試準確無誤。 每個可比較的驅動器都使用供應商的工具進行了安全擦除,並在 16 個線程的重負載和每個線程 16 個未完成隊列的情況下預處理到穩定狀態。

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)

預處理完成後,每個設備都會在多個線程/隊列深度配置文件中按時間間隔進行測試,以顯示輕度和重度使用情況下的性能。 我們對三星 840 Pro 的綜合工作負載分析使用了兩個在製造商規範和基準測試中廣泛使用的配置文件。

  • 4k
    • 100% 讀取和 100% 寫入
  • 8k
    • 70% 讀取/30% 寫入

在 4k 綜合基準測試的預處理過程中,三星 PM853T 在我們測試的初始爆發階段表現相當不錯,最終被認為處於中下水平。 然而,它確實顯示了 SM843T 的顯著改進。

在我們的平均延遲測試的突發階段,三星 PM853T 取得了最好的成績; 然而,它顯示延遲從 70 分鐘左右開始穩步增加,並在包的中間結束。 與 SM843T 相比,另一個顯著的性能提升也在本次測試中得到體現。

在我們的最大延遲測試中,三星 PM853T 表現出色,儘管在 70 分鐘標記處再次出現小峰值。

在我們的標準偏差基準測試中,三星 PM853T 表現良好,延遲僅在 150 分鐘標記處逐漸增加,並且沒有任何峰值。 Intel DC S3700 和 CloudSpeed 驅動器是最一致的。

在查看 4K 吞吐量時,三星 PM853T 的讀取活動最高,為 74,669 IOPS,儘管它未能在寫入列中名列前茅。

三星 PM853T 在平均讀取和寫入延遲方面表現最佳,分別為 3.425 毫秒和 13.250 毫秒。

三星的 PM853T 在最大延遲測試中繼續保持領先地位,在讀取方面得分第一。 SM843T 再次墊底。

三星 SM843T 驅動器繼續在讀取列中名列前茅,標準偏差為 1.63 毫秒,儘管以微弱優勢擊敗了三星 845DC EVO 驅動器。

我們的下一個工作負載使用 8k 傳輸,讀取操作佔 70%,寫入操作佔 30%。 PM853T 開始處於中間位置,最終以 16T2Q 的吞吐量穩步上升位居第二,僅次於 Intel DC S3700 驅動器。

在我們針對 8K 70/30 測試的平均延遲測試中,三星 PM853T 始終與性能最佳的英特爾 DC S3700 保持一致,但僅在 16T/16Q 處有微弱優勢。

三星 PM853T 和 845DC EVO 在我們的最大延遲測試中並駕齊驅,前者最後勉強領先英特爾 DC S3700。

在我們的標準偏差測試中,PM853T 繼續佔據主導地位,直到最後都沒有明顯的尖峰,僅次於英特爾 DC S3700。 三星 SM843T 在本次測試中也表現出色,以 16T/16Q 的優勢位居第三。

驅動器經過預處理後,8k 70/30 吞吐量基準會改變工作負載強度,從 2 個線程和 2 個隊列到 16 個線程和 16 個隊列。 三星 PM853T 在這些基準測試中取得了令人印象深刻的結果。

測量這種工作負載類型的吞吐量時,PM853T 在大部分測試中表現最佳,包括 16T/16Q,略高於 Intel DC S3700 驅動器。

三星 PM853T 在平均延遲測量中排名第一(儘管與英特爾 DC 驅動器的差距很小),在 170 到 270 分鐘標記之間有各種較小的峰值。

最大延遲結果非常相似,三星 PM853T 再次位居榜首,但僅略高於英特爾 DC S3700。

在我們上一個基準測試中,我們查看標準偏差。 三星 PM853T 再次繼續佔據排行榜首位,英特爾 DC SSD 緊隨其後。

結論

三星 PM853T 是一流的 SATA 企業級 SSD,專為尋求兼具性能、耐用性和合理成本的數據中心而設計。 三星的新款 SSD 不僅性能非常出色,而且還是首款使用 TLC NAND 以及其 845DC EVO 兄弟進入企業領域的型號。 三星的垂直集成解決方案在其生命週期內實現了非常一致的性能水平(99.9% 的可靠延遲和 QoS)。 在對 PM853T 進行基準測試後,很明顯,該驅動器與其已經令人印象深刻的 eMLC 前身 SM843T 相比有了重大改進。

在我們的嚴格測試中,三星 PM853T 在我們的大多數應用程序和綜合基準測試中取得了最好的成績。 例如,PM853T 是我們的 Sysbench MySQL 數據庫測試以及我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫基準測試中的頂級驅動器。 與 SM843T 一樣,我們的 SQL Server 測試表明 PM853T 可以輕鬆跟上基於 MLC 的高性能 SSD。

在我們的 4k 100% 讀取和 100% 寫入基準測試中,PM853T 排名中上。 我們的 8k 70/30 測試講述了一個更好的故事,三星驅動器發布了令人印象深刻的結果,並在我們的排行榜中名列前茅。 特別是,在我們的最大延遲讀數期間,它的性能給我們留下了深刻的印象,因為與其他一流的企業級 SSD 相比,它顯示的峰值最少。 憑藉這些令人印象深刻的性能結果,以及它對數據保護的關注,預算有限的企業購買者會非常喜歡 PM853T。

優點

  • 即使使用 TLC NAND 也能提供卓越的頂級性能
  • 低延遲工作負載中令人印象深刻的持續性能
  • 非常低的 $/GB 定價

缺點

  • SQL Server 延遲下降

底線

三星 PM853T 企業級 SSD 提供久經考驗的可靠性、性能和使用壽命,非常適合尋求頂級 SSD 解決方案且無需花費大量資金的企業。

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