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希捷 1200 企業級固態硬盤評測

by StorageReview 企業實驗室
希捷 1200

Seagate 1200 在高端企業 SSD 業務中佔有一席之地,因為 Seagate 是第一批出貨 12Gb/s SAS 企業 SSD 的存儲供應商之一。 希捷 1200 有 1.8 英寸和 2.5 英寸外形尺寸、7 毫米 z 高度和高達 800GB 的容量。 1200 系列是一款以性能為導向的 SSD,越來越多的主機平台和應用程序可以利用其 12Gb/s 接口。 據 Seagate 稱,800GB 和 400GB 型號可以達到峰值連續 128k 吞吐量,讀取操作為 750MB/s,寫入操作為 500MB/s。


Seagate 1200 在高端企業 SSD 業務中佔有一席之地,因為 Seagate 是第一批出貨 12Gb/s SAS 企業 SSD 的存儲供應商之一。 希捷 1200 有 1.8 英寸和 2.5 英寸外形尺寸、7 毫米 z 高度和高達 800GB 的容量。 1200 系列是一款以性能為導向的 SSD,越來越多的主機平台和應用程序可以利用其 12Gb/s 接口。 據 Seagate 稱,800GB 和 400GB 型號可以達到峰值連續 128k 吞吐量,讀取操作為 750MB/s,寫入操作為 500MB/s。

1200 系列於去年夏天發布 當希捷帶著從客戶端應用程序到高端企業存儲的一系列全新閃存產品來到談判桌前時。 在推出 Pulsar.2 企業級 SSD 近三年後,在其內部 NAND 工程部門成立五年後,希捷開始努力重振其在閃存市場的地位。 希捷的 NAND 工程資源開始顯示出非常積極的回報,他們的 Enterprise Turbo SSHD 在我們最近的評測中非常成功 和  希捷 600 專業版 為其類別發布了令人印象深刻的寫入性能和延遲控制。 然後,1200 尋求將希捷的範圍向上擴展到最密集的企業工作負載。

1200 提供自加密驅動器 (SED) 和 FIPS SED 型號以及高耐久性型號(每天 25 次驅動器寫入,而不是 10 次)。 在採用它的型號上,希捷的終身耐久性管理技術可以監控寫入工作負載並通過動態添加寫入命令的延遲來響應高磨損水平,降低性能,但確保驅動器在計劃結束前不會因寫入磨損而需要更換服務。

我們的希捷 1200 評測是針對四個 400GB 驅動器的。

希捷 1200 規格

  • 容量:800GB、400GB、200GB
  • 接口選項:12Gb/s SAS
  • NAND閃存類型:21nmMLC
  • 性能
    • 最大持續數據傳輸速率 (MB/s):750
    • I/O 數據傳輸速率,最大值 (MB/s):1200
    • 每秒每瓦 I/O 數 (IOPS/W):27,160 (800GB)、29,650 (400GB)、27,990 (200GB)
    • 順序讀/寫命令速率 (MB/s) 峰值,128KB:750/500(800GB 和 400GB),750/400 (200GB)
    • 隨機讀/寫命令速率 (IOPS) 峰值,4KB:110,000/40,000(800GB 和 400GB),110,000/25,000 (200GB)
  • 配置/可靠性
    • 每個位讀取的不可恢復讀取錯誤,最大值:每 1E10 16 個
    • 年化故障率 (AFR):0.44%
    • 保修期內寫入的總太字節數:14,600 TBW (800GB)、7300 TBW (400GB)、3650 TBW (200GB)
    • 媒體使用有限保修:5 年
  • 電源管理應用
    • +5/+12V 最大啟動電流 (A):0.7/0.4
    • 平均睡眠功率 (W):2.5
    • 平均閒置功率 (W):3.0 (800GB)、2.72 (400GB)、2.89 (200GB)
    • 平均運行功率 (W):4.05 (800GB)、3.71 (400GB)、3.93 (200GB)
  • 環境建議
    • 內部工作溫度 (°C):0 至 60
    • 非工作溫度 (°C):−40 至 75
    • 溫度變化率/小時,最大值 (°C):20
    • 相對濕度,非冷凝 (%):5 至 95
    • 衝擊,0.5 毫秒 (Gs):1000
    • 振動,20Hz 至 2000Hz (Grms):11.08
    • 高度(毫米/英寸):7.0/0.276
    • 寬度(毫米/英寸):70.10/2.76
    • 深度(毫米/英寸):100.45/3.955
    • 重量(克/磅):100/0.220
  • 自加密功能
    • 自動數據加密/解密
    • 受控訪問
    • 隨機數發生器
    • 驅動鎖定
    • 最多16個獨立數據段
    • 加密擦除
    • 認證固件下載
    • SANITIZE 命令支持

設計和建造

除了其 1200Gb/s SAS 接口外,Seagate 12 還配備了一個帶服務端口和指示驅動器狀態和活動的 LED 的金屬機箱。 1200 還適合企業級 SSD 市場中不斷增長的部分,它圍繞纖薄的 7 毫米 z 高度設計,以在不同環境中實現最大兼容性。 這使得它很容易適應為使用 15 毫米 HDD 而設計的傳統平台以及新的空間有限的刀片服務器。

打開 Seagate 1200 Enterprise SSD 後,我們發現 Marvell 控制器與 21nm 三星 eMLC NAND 配對。 我們 400GB 樣本中的 NAND 佈局包括電路板頂部的四個 NAND 封裝和底部的四個。

在電路板的底部,可以看到剩餘的四個 NAND 封裝,以及額外的電容器,用於在發生電源故障時保護傳輸中的數據。

測試背景和比較

希捷1200 SSD採用Marvell控制器和三星21nm eMLC NAND,接口支持SAS 12Gb/s。 StorageReview Enterprise 測試實驗室使用 Supermicro SuperStorage Server 2027R-AR24NV 作為我們的 SAS3 測試平台,其特點是:

  • 2 x Intel Xeon E5-2687 v2(3.4GHz,25MB 緩存,8 核)
  • 英特爾 C602 芯片組
  • 內存 – 256GB (16 x 16GB) 1333Mhz Micron DDR3 Registered RDIMM
  • Windows Server 2012 標準版 – 100GB 美光 RealSSD P400e 啟動固態硬盤
  • 3 x Supermicro SAS3 HBA(LSI SAS 3008 控制器)
    • 100GB 美光 P400e Linux CentOS 6.3 啟動
    • 200GB 美光 P400m Windows Server 2012 啟動
    • 100GB Micron P400e Linux CentOS 6.3 boot (Sysbench) w/ Micron M500 960GB 用於數據庫存儲
  • Mellanox ConnectX-3 雙端口 VPI PCIe 3.0 適配器

我們將 Seagate 1200 與目前具有 12Gb/s SAS 接口的其他 eMLC SSD 進行比較:

  • 日立SSD800MM (400GB,Intel聯名DB29AA11B0控制器,Intel 25nm MLC NAND,12.0Gb/s SAS)
  • 東芝 PX02SM (400GB,Marvell聯名TC58NC9036GTC主控,東芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)
  • 東芝 PX02SM (800GB,Marvell聯名TC58NC9036GTC主控,東芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)
  • 東芝 PX02SS (400GB,Marvell聯名TC58NC9036GTC主控,東芝24nm eMLC NAND,12Gb/s SAS)

應用性能分析

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 Seagate 1200 SSD 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。 該測試以 24 個間隔重複進行,對於此類 SSD 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。

HGST SSD800MM 在同類產品中保持著決定性的領先優勢,在合併讀取和合併寫入操作期間僅偶爾出現峰值。

PX02SS 比我們之前在 PX02SM SAS3 SSD 上記錄的內容有了很大改進。 在測試期間,它的大部分延遲都保持在 10 毫秒以下。

PX02SM 架構未針對我們的 NoSQL 工作負載的訪問模式進行優化,觸發延遲在整個協議中達到或超過 9 毫秒的標準化最大值。

第一個應用程序基準包括 通過 SysBench 測量的 Percona MySQL OLTP 數據庫. 在這個配置中,我們使用一組 聯想 ThinkServer RD630s 作為數據庫客戶端和存儲在單個驅動器上的數據庫環境。 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。 Percona 和 MariaDB 在其最新版本的數據庫中使用 Fusion-io 閃存感知應用程序 API,儘管為了進行比較,我們在其“傳統”塊存儲模式下測試了每個設備。

就 MySQL 的整體性能而言,希捷 1200 在同類驅動器中墊底,儘管它在我們工作負載的高端的性能與東芝 PX02SM 同類產品沒有什麼不同。

Seagate 1200 的平均延遲結果反映了吞吐量結果; Seagate 1200 的平均延遲最高,儘管 Seagate 1200 和 Toshiba PX02SM 400GB 在 MySQL 工作負載的頂端都經歷了接近 20 毫秒的延遲。

在我們對 MySQL 基準測試中最壞情況延遲的測量中,希捷 1200 優於所有東芝同類產品。

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,並測量 30,000 個虛擬用戶負載下的事務性能和延遲。

對於本次審查,我們將比較驅動器,每個驅動器都被 Windows Server 配置為鏡像存儲空間。 希捷 1200 的性能僅次於 HGST SSD800MM,達到 6,303.3 TPS。

希捷 1200 還在我們迄今為止進行的基準測試的所有 12Gb/s SAS eMLC SSD 中獲得了第二名的平均延遲結果。

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,這意味著閃存存儲必須在每個 fio 綜合基準 以確保基準是準確的。 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。 我們對東芝 PX02SS 的綜合工作負載分析使用了兩個廣泛用於製造商規範和基準測試的配置文件。

  • 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,希捷 1200 的吞吐量性能開始時比任何同類產品都要高,然後進入與東芝 PX02SS 非常相似的曲線,並列第二,僅次於 HGST SSD800MM。

在持續近 20 分鐘的同類最佳平均延遲爆發後,希捷 1200 的平均延遲保持在略高於 PX02SS 的水平,在同類產品中排名第三。

在最大延遲方面,希捷 1200 在 4k 預處理過程中優於東芝同類產品,但無法達到 HGST SSD800MM 的一致性。

4k 預處理期間的標準偏差計算並未顯示希捷 1200 有任何意外,在爆發後繼續其第二名的表現。

4k 基準測試的最終結果將 Seagate 1200 在讀取性能方面墊底,為 105,329 IOPS,在寫入性能方面以 41,284 IOPS 接近第三名。

雖然希捷 1200 的 2.43k 讀取操作的平均延遲相對較差,為 4 毫秒,但它再次以 6.20 毫秒的寫入延遲位居第三。

我們在希捷 4 的 1200k 綜合基準測試中測得的最大延遲是第二高的,僅次於我們在測試 HGST SSD18.5MM 時測得的峰值 800 毫秒。 在寫入操作方面,結果正好相反,希捷 1200 與僅次於 HGST 的希捷 XNUMX 具有可比性。

通過計算在我們的 4k 基準測試中測得的延遲標準偏差,我們確認希捷 1200 在同類產品中的讀取延遲差異最大,為 1.26 毫秒,但在寫入操作期間表現更好,3.47 毫秒的標準偏差僅次於HGST SSD800MM。

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%。 在以同類產品中最差的性能開始後,Seagate 1200 在預處理曲線的第一個小時內達到了爆發式增長。 預調節結束時,Seagate 1200 達到穩定狀態,IOPS 略低於 37,500。

希捷 1200 在突發週期後的延遲也最高。

與東芝 PX02SM 800GB 一起,希捷 1200 在 8k 70/30 預處理期間經歷了最顯著的最大延遲。

在 8k 70/30 預處理期間通過標準偏差測量的延遲結果的一致性使 Seagate 1200 在我們迄今為止進行基準測試的 12Gb/s SAS 驅動器中排名最後。

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。 Seagate 1200 在整個工作負載變化過程中保持最低的 8k 吞吐量結果。

就平均延遲而言,希捷 1200 再次始終排在最後一位,儘管其結果與東芝 PX02SM 沒有明顯差異。

Seagate 1200 在線程數和隊列深度的多種不同組合下經歷了異常的延遲峰值。

根據標準偏差測量,希捷 1200 在 8k 70/30 協議期間經歷了最不一致的延遲。

結論

在 12Gb/s 採用的早期階段,Seagate 1200 表明該公司正在認真爭取最苛刻的企業 SSD 用例的市場份額。 希捷在新的 600 和 1200 系列硬盤上積累了多年的 SSD 經驗; 但是閃存中的希捷血統常常被遺忘。 希捷是企業級 SSD 領域的早期參與者之一,但在過去幾年裡,他們並沒有對此給予太多關注,而是在等待時機以明確了解市場希望從希捷那裡看到什麼。 然而,隨著高速 15K 和 10K 驅動器的市場份額開始被閃存侵蝕,希捷採取更具侵略性的時機恰到好處,其面向客戶和企業市場的新閃存產品凸顯了這一點。

希捷 1200 在我們的 SQL Server TPC-C 基準測試中展示了很有前途的能力,僅低於 HGST SSD800MM,但在其他方面表現不佳。 在我們的 MySQL TPC-C 基準測試以及我們的 MarkLogic NoSQL 測試中,希捷 1200 與其競爭的 HGST SSD800MM 和東芝 PX02SS 相比表現不佳。 在我們的綜合測試中,希捷 1200 根據測試階段的不同進入了中間或下部。 它提供了超過 SSD4MM 的最高 800K 寫入突發速度,但在穩定狀態下僅低於 PX02SS。 在我們的 8k 70/30 工作負載中,它以大約 3 IOPS 的穩態速度排在 SAS37,500 包的底部。

根據其批量定價,希捷將在不斷增長的企業閃存市場中找到適合 1200 用途的領域。 Seagate 是一個值得信賴的品牌,顯然其基礎架構已到位以支持該產品。 從工程和性能的角度來看,1200 SSD 最引人注目的是它表明希捷的 SSD 部門很活躍,並且能夠設計出接近企業級 SSD 現有產品性能的驅動器,即使它尚未達到與其他高端性能相當的驅動器規模。

優點

  • 我們的 Microsoft SQL Server 應用程序基準測試結果出色
  • 出色的 4K 隨機寫入突發速度

缺點

  • 綜合基準測試表現不佳,尤其是 8k 70/30 協議
  • MySQL 和 NoSQL 測試中的應用程序性能較弱

底線

希捷 1200 企業級固態硬盤在數據庫應用程序基準測試中表現出色,展示了希捷製造和分銷優質企業級固態硬盤的能力。

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