三星 SSD SM825 是一款企業級 SSD，專為寫入密集型數據中心工作負載而設計。 與所有三星固態硬盤一樣，SM825 充分利用了三星的所有內部專業知識，包括他們自己的 eMLC NAND、三核控制器和專用固件，有助於提供 3 TBW，是標準 MLC NAND 常見容量的 7,000 倍，同時更具成本效益並提供與 SLC NAND 接近的性能。 最終結果是我們測得的 100K 隨機寫入穩態速度超過 4 IOPS，連續 9,800MB 寫入速度超過 2MB/s。
三星 SSD SM825 是一款企業級 SSD，專為寫入密集型數據中心工作負載而設計。 與所有三星固態硬盤一樣，SM825 充分利用了三星的所有內部專業知識，包括他們自己的 eMLC NAND、三核控制器和專用固件，有助於提供 3 TBW，是標準 MLC NAND 常見容量的 7,000 倍，同時更具成本效益並提供與 SLC NAND 接近的性能。 最終結果是我們測得的 100K 隨機寫入穩態速度超過 4 IOPS，連續 9,800MB 寫入速度超過 2MB/s。
在企業市場，三星利用兩種完全內部的閃存解決方案，針對需要針對不同工作負載的產品的數據中心。 對於讀取密集型部分，三星提供了 PM830，它與客戶品牌的 SSD 830 非常相似，但具有專為更重的連續工作負載而設計的定制固件。 PM830 採用 MLC NAND 封裝，能夠使用 SATA 60Gb/s 接口實現高達 500TBW 的速度和高達 6.0MB/s 的速度。
對於需要更耐用的 SSD 以應對更多寫入密集型負載的業務部門，三星推出了 SM825，它提供高達 7,000 TBW 的容量。 在這種情況下，買家最感興趣的是數週、數月或數年的持續表現，其中穩態表現至高無上。 雖然低於 PM830 的爆發數字，但三星 SM825 能夠推動 200MB/s 寫入和 10,000 隨機寫入 IOPS，直到停止服務。 乍一看，您可能會問為什麼它只有一個 SATA 3.0Gb/s 接口，但看看穩態性能數據，它不需要額外的帶寬來完成工作。
除了讀寫性能，SM825 還代表了更高級別的可靠性，其 MTBF 為 2 萬小時，而 PM1.5 為 830。 另一個很大的不同是列出的不可糾正誤碼率或 UBER，測量值是十分之一17 在 SM825 上為十分之一15 在 PM830 上。 SM825 還利用內部緩存電源保護功能，通過使用電容器在發生電源故障時將 DRAM 中的信息刷新到 NAND。 當在 SSD 的整個生命週期內傳輸大量數據時，更少的錯誤和更低的故障率意味著節省了數據中心的時間和金錢。
SM825 使用 SATA 3.0Gb/s 接口，以及行業標準的 2.5 英寸外形尺寸和 15 毫米驅動器高度。 提供100GB、200GB、400GB三種容量； 我們的審查模型是 200GB 容量。 其他亮點包括 AES 256 位加密、30nm E-MLC Toggle NAND、256MB SDRAM 緩存、緩存電源保護和拉絲金屬設計。
三星 SSD SM825 技術規格：
- 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（支持本機命令隊列 32 深度）
- 三星S3C29MAX01-Y330 3核ARM控制器
- 三星K9HDGD8U5M-HCE0 E-MLC 30nm級Toggle DDR NAND閃存
- 三星 K4T2G314QF-MCF7 256MB DDR2-800 SDRAM 高速緩存
- AES-256加密
- MTBF – 2 萬小時
- 不可糾正的誤碼率 (UBER) – 十分之一17
- 持續性能 – 400GB
- 持續數據讀取：250MB/s
- 持續數據寫入：220MB/s（110GB 為 100MB/s）
- 隨機讀取 IOPS：43K IOPS
- 隨機寫入 IOPS：11K IOPS（5.5GB 為 100K IOPS）
- 功耗（在 100% 隨機 4K 讀/寫工作負載下測得）
- 閱讀：1.8 瓦
- 寫入：3.4 瓦
- 閒置：1.3 瓦
- 寫耐力
- 100GB：1,700TBW
- 200GB：3,500TBW
- 400GB：7,000TBW
- 緩存電源保護
- 斷電數據保留 - 3 個月
- 尺寸– 100 x 69.85 x 15mm
- 重量 – 140-146g
設計與拆卸
三星有辦法為他們的每一款產品提供引人注目和時尚的設計，即使它在其 99.9% 的使用壽命中將被隱藏起來。 我們在三星的最後兩款消費類 SSD 上看到了這種趨勢，包括 SSD 470 和 SSD 830； 兩者均採用色彩繽紛的設計，與市場上的其他 SSD 區分開來。
雖然我們不會說良好的設計是購買特定 SSD 的理由，但它可能會讓您停下來想一想，如果他們對外殼的外部給予這種程度的關注，那麼您可以為零件準備什麼驚喜？沒看到？
三星 SSD SM825 Enterprise SSD 採用拉絲金屬設計，技術手冊中也指出了這一點。 主體為金屬合金，採用堅固的鑄造設計，壁厚為 1.75 毫米，足以承受在其上行走而不會彎曲外殼。 乍一看，您可能想知道為什麼外殼設計成這樣，因為它可以用塑料製成，而且仍然很堅固； 這是因為機身也是SSD內部組件的散熱器。
頂蓋和底蓋上有大的導熱墊，可以從 NAND、控制器、SDRAM 和電容器中吸收熱量，並將其散發到外殼中，然後將其熱能輻射到安裝它的服務器機箱中。在最大活動下為 5 瓦，當產品安裝可能連續使用 5 年以上時，能夠散發內部電子設備的熱量是一個重要的考慮因素。 熱效率也是一個很大的賣點，因為買家考慮的是 SSD 與高速硬盤相比，後者的冷卻費用要高得多。
了解 SSD 內部的部件幾乎與其在使用時提供的性能一樣重要。 MLC 和 Enterprise MLC (eMLC) NAND 之間的區別是大約 6,940 TBW 的使用壽命。 三星 SSD SM825 適合寫入繁重的環境，三星為該驅動器配備了適當的驅動器，包括三星自己的 eMLC 30nm 級 Toggle DDR NAND 緩衝 256MB 三星 DDR2-800 SDRAM，並由三星的三核 S3C29MAX01-Y330 ARM 管理控制器。 通過在三星內部製造所有組件，他們可以挑選最高等級的組件，並擁有完整的硬件和軟件集成，否則如果依賴外部公司提供核心組件，可能會錯過這些組件。
發生電源故障時的數據保護由四個大型超級電容器處理，這些電容器允許在輸入電源丟失時將數據從 SDRAM 中清除。 當安裝在系統中時，這些電容器最多需要 55 秒來充電，在此期間緩存緩衝區被禁用（直寫模式）。 一旦電容器啟動並運行，SSD 就會進入其正常運行模式，在該模式下，緩存將完全發揮作用，並且能夠在發生電源故障時有足夠的時間刷新到 NAND。 為了解釋這種行為，三星在其技術手冊中提供了一張圖表，概述了這一過程。
企業基準
閃存介質需要以不同於標準盤片驅動器甚至基於客戶端的 SSD 的方式進行測試。 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再達到該速度，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，以下所有基準測試均已預先調節並以穩態模式記錄。
我們將 200GB 三星 SSD SM825（SATA、eMLC NAND）與 100GB 美光 P300（SATA、SLC NAND）和 400GB 東芝 MKx001GRZB（SAS、SLC NAND）進行了基準測試，以對購買者在相同寫入密集型情況下看到的 SSD 進行平衡比較企業類別。 我們還使用我們的新測試平台和方法對 SM825 進行基準測試，以準確展示其功能。 本次評測使用的企業級測試平台為聯想ThinkServer RD240，配備雙路Intel Xeon X5650處理器，運行Windows Server 2008 R2。 對於單驅動器基準測試，我們通過 LSI SAS 9211-8i HBA 連接每個 SSD 以測量性能，而不受緩存的任何影響。 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。在這種情況下，三星聲稱其讀取速度為 250MB/s，穩態寫入速度為 200MB/s 400GB SM825。 我們預計容量較低的 200GB 評論模型將低於這些引用的數字。
我們測得穩態讀取速度為 193MB/s，寫入速度為 206MB/s。 這些低於 SATA/SAS 6.0Gb/s 美光和東芝 SLC 對應產品，但這是預期的。
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。
在 2MB 隨機傳輸測試中，穩態速度為 174MB/s 讀取和 86MB/s 寫入。 與純順序測試相比，讀取速度略有下降，但令人驚訝的是 86MB/s 的寫入速度高於東芝 SSD，低於美光 P300。 三星表示這款驅動器可以與基於 SLC 的 SSD 相媲美，這並不是在開玩笑。
轉向更小的 4K 隨機訪問傳輸大小，我們更接近在重度隨機訪問環境中可能發現的數據包大小，例如具有多個 VM 訪問同一陣列的服務器設置。 在第一個測試中，我們查看擴展的 4K 讀取性能以及它如何從 1 的隊列深度擴展到最大 64。
三星列出了 4GB 型號的 35,000 IOPS 峰值持續隨機 400K 讀取速度，預計容量較小時速度會降低。 在峰值時，我們的 200GB SM825 在隊列深度為 30,510 時測得 16，並在隊列深度為 64 時保持該水平。
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。
我們在 4GB SM9,847 上測量了 200 IOPS 的穩態 825K 隨機寫入速度，非常接近三星在 10,000GB 型號上列出的 400 IOPS 持續數據。 以這種速度，它平均傳遞 38MB/s 的數據，平均延遲為 3.25ms。 在此測試期間，它的峰值響應時間為 61.43 毫秒。
我們最後一系列的綜合基準測試比較了一系列服務器混合工作負載中的兩種企業驅動器，靜態隊列深度為 32。與本次審查開始時的綜合基準測試一樣，這些測試也是在穩定狀態下進行測量的。 我們的每個服務器配置文件測試都對讀取活動有強烈的偏好，範圍從 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。
第一個是我們的數據庫配置文件，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。
三星 SSD SM825 的平均速度為 15,589 IOPS，與基於 SLC 的同類產品相差不遠。 在這種情況下，它落後東芝 SSD 約 25%。
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。
基於 eMLC 的三星 SM825 在文件服務器配置文件中仍然落後於基於 SLC 的東芝 22.9%，但僅比美光 P7.3 慢 300%。
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。
由於 SATA/SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB 和 Micron P300 的讀取速度更快，Samsung SM825 在只讀 Web 服務器配置文件中落後。 它的平均速度為 12,199 IOPS，而 P16,584 為 300 IOPS，東芝為 24,193。
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。
工作站配置文件很容易成為基於 eMLC 的 SM825 上最難的配置文件，而 SLC SSD 在這種情況下表現出更大的優勢。 SM825 以 6,443 IOPS 的速度通過，而 P22,926 為 300 IOPS，東芝為 26,337 IOPS。
企業用電量
在為數據中心或其他密集存儲環境選擇驅動器時，性能並不是公司在考慮 SSD 或硬盤驅動器時唯一感興趣的指標。 在某些情況下，功耗可能是一個巨大的問題，因此您想知道驅動器在恆定工作負載下的性能如何是有道理的。 三星在 SM825 背後推動的關鍵信息之一是低功耗。 與傳統的 15K SAS 硬盤驅動器相比，SM825 的空閒功率為 1.8 瓦，而 8.5K RPM 硬盤驅動器的空閒功率為 15 瓦，功率大幅降低。 在 4K 隨機 70% 讀取/30% 寫入混合的主動使用中，硬盤驅動器的功率使用躍升至 12.6 瓦，SM3.2 躍升至 825 瓦。 在計算 TCO 時，這些數字是巨大的； 硬盤驅動器處於活動狀態時為 22 IOPS/瓦，而 SM825 則為 7,200 IOPS/瓦。
在本次評測的 Enterprise Power 部分，我們在之前用於測試讀寫速度的相同條件下查看每個驅動器。 這包括隊列深度為 2 的順序和隨機 4MB 傳輸以及隊列深度為 4 的小型隨機 32K 讀取和寫入傳輸。與我們之前的測試一樣，我們正在測量穩態下的所有數據，以使驅動器處於最佳狀態耗電條件。
在除啟動之外的所有條件下，三星 SSD SM825 使用 5.11 瓦或更少。 SM825 最耗電的活動是順序 QD4 2MB 寫入，在測試期間平均使用 5.11 瓦。 第二名是隨機 4K QD32 寫入，第三名是順序 QD4 讀取，第四名是 4K QD32 穩定讀取。 在繁重的寫入活動期間，三星 SSD SM825 使用的電量剛好低於 SAS 6.0Gb/s 東芝 MKx001GRZB 所需的電量，儘管在讀取重負載下，電量迅速下降到更低的水平，接近與美光 P300 相當。
數據中心環境中對 eMLC SSD 的大力推動是圍繞每 GB 成本和 IOPS/Watt。 我們在隊列深度為 14,980 的純隨機 4K 讀取中計算出 32 IOPS/瓦的數字，如果您改為查看穩定的 2,042K 隨機寫入，則下降到 4 IOPS/瓦。 相比之下，美光 P38,481 為 10,119 IOPS/瓦讀取或 300 IOPS/瓦寫入，東芝為 16,385 IOPS/瓦讀取或 3,082 IOPS/瓦寫入。 這實際上歸結為業務需求，找到購買 SSD 或硬盤驅動器時考慮的功率與性能（或直接性能）的最佳結合。
結論
正如我們所知，在企業環境中，SSD 更多的是關於驅動器整個生命週期的持續性能，而不是原始突發速度。 隨著企業用戶在其性能/TCO 曲線上尋找理想點，我們還看到從更昂貴的 SLC SSD 轉向具有成本效益的 eMLC SSD。 業界已經明確表示，eMLC NAND 具有在數據中心中生存的持久力，三星進一步支持這一信息，其 SM825 在 7,000GB 容量中擁有 400 TBW。
與使用 SLC NAND 的 SSD 相比，隨著轉向 eMLC，性能預計會有所下降。 值得讚揚的是三星，他們通過從他們的晶圓廠中選擇最好的 NAND 來盡可能地減輕這種情況。 他們還使用自己的處理器，並有工程師來構建定制固件，因此整個包可以協同工作，這意味著更好的性能、可靠性和兼容性。 在我們的測試中，我們發現 SM825 在多種情況下提供了 SLC SSD 的大部分性能。 在數據庫和文件服務器配置文件中，SM825 分別落後 SLC Toshiba MKx001GRZB 25% 和 22.9%。 在讀取密集型 Web 服務器配置文件和工作站場景中，SM825 落後於 49.6% 和 75.5%，但公平地說，該 SSD 並非針對該特定工作負載而設計。
在本次審查開始時，我們提到此驅動器的主要目標市場是企業。 隨著更多時間和 TB 記錄在 SSD 上，購買者能夠找出最適合他們使用場景的驅動器； 無論是 MLC、eMLC 還是 SLC。 由於每個產品之間存在巨大的價格差距，因此獲得最適合您的 TCO 模型的產品非常有意義。 配備 eMLC NAND 的三星 SSD SM825 能夠滿足寫入密集型企業級 SSD 的要求，但與其 SLC 競爭產品相比，價格仍然低得多。 對於適合速度/使用模型的企業，購買此驅動器是有意義的，在其他情況下則不然。
優點
- 完整的內部解決方案
- 強10K IOPS穩態隨機4K
- 7,000GB 型號為 400TBW
缺點
- 與 SAS 和 SATA 3.0Gb/s SLC SSD 相比，較慢的 SATA 6.0Gb/s 讀取速度在讀取密集型場景中放棄了速度
底線
考慮到三星 SM825 SSD 的數據中心使用場景，該驅動器表現良好，在穩態隨機 10,000K 測試中提供近 4 IOPS。 成本更低的 eMLC 和 SATA 接口突出了價值主張，而三星自己的 NAND、控制器、緩存 DRAM 和定制固件驅動了穩定的性能、可靠性和兼容性——考慮到這款 SSD 預期的長使用壽命，所有這些都非常重要。 SM825 最終提供了多種功能組合，並且肯定會成為許多人的候選名單，因為企業買家希望通過在特定使用場景中安裝更有針對性的 SSD 來節省更多資金。
