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SMART Storage CloudSpeed 500 企業級 SSD 評測

by 凱文·奧布萊恩

SMART Storage Systems CloudSpeed 500 是一款帶有 SATA 接口的入門級企業級 SSD,旨在滿足啟動驅動器、工作站和某些嵌入式應用程序等讀取密集型場景的需求。 CloudSpeed 500 使用與 24 納米 MLC NAND 配對的 SandForce 控制器,不僅可以提供高吞吐量,還可以提供高耐用性。 很難與基於 SandForce 的 SSD 區分開來,因為構建和固件很少有新意。 考慮到這一點,Smart 與 CloudSpeed 500 的聯繫就是耐力。 Smart 宣稱有 15,000 個 PE 週期,這比其他一些基於 SandForce 的產品要多,而且它在保持容量的同時僅保留了 7% 的超額配置。 該驅動器還提供電源故障保護,以確保傳輸中的數據在斷電事件期間能夠到達目的地。


SMART Storage Systems CloudSpeed 500 是一款帶有 SATA 接口的入門級企業級 SSD,旨在滿足啟動驅動器、工作站和某些嵌入式應用程序等讀取密集型場景的需求。 CloudSpeed 500 使用與 24 納米 MLC NAND 配對的 SandForce 控制器,不僅可以提供高吞吐量,還可以提供高耐用性。 很難與基於 SandForce 的 SSD 區分開來,因為構建和固件很少有新意。 考慮到這一點,Smart 與 CloudSpeed 500 的聯繫就是耐力。 Smart 宣稱有 15,000 個 PE 週期,這比其他一些基於 SandForce 的產品要多,而且它在保持容量的同時僅保留了 7% 的超額配置。 該驅動器還提供電源故障保護,以確保傳輸中的數據在斷電事件期間能夠到達目的地。

CloudSpeed 500 定位於一個有時依賴使用客戶端 SSD 來滿足其需求的市場,因為成本低。 客戶端 SSD 在服務器中作為啟動驅動器、緩存解決方案和一些全 SSD 閃存陣列中得到了極大的採用,在這些陣列中,丟棄客戶端 SSD 比投資企業驅動器更便宜。 然而,客戶端 SSD 缺乏耐久性、可預測的長期性能和其他功能,例如即使在入門級企業驅動器中也經常出現的電源故障保護。 像 CloudSpeed 500 這樣的 SSD 本質上是這一波新的入門級企業模型的一部分,這些模型試圖在提供一整套企業功能的同時保持合理的價格。 

不過,在企業市場的這個特定部分,有許多產品使一個子市場從哪裡開始而另一個子市場在哪裡停止的問題變得模糊不清。 當我們考慮主流企業 SSD 時,有兩個子市場; 一個是通過客戶端 SSD 或通過固件重新調整用途的客戶端 SSD 來解決的,以低成本解決大量讀取密集型工作負載。 第二個是升級,SSD 解決了被定義為關鍵任務的工作負載,同時添加了額外的功能,如電源故障保護和更高的耐用性。 第二類從功能集的角度很好地定義了 CloudSpeed 500,儘管該驅動器也屬於低成本第一類,使其成為該領域的獨特產品。 

與 CloudSpeed 500 可能面對的客戶端驅動器相比,Smart 將耐用性視為關鍵的區別因素。 CloudSpeed 500 的額定 PE 週期為 15,000 次,優於通常額定為 3,000 至 5,000 PE 週期的客戶端驅動器。 在 525GB 驅動器的五年保修期內,這轉化為大約 1.2TBW(每天 240 個完整驅動器寫入)隨機寫入的耐久性數字。 與針對入門級企業市場的 SSD 相比,這種耐用性使該驅動器遠遠領先於大多數。 

Smart Storage Systems CloudSpeed 500 SSD 提供 120GB、240GB 和 480GB 的容量,均提供行業標準的五年保修。 我們的評測型號是 240GB 容量。 

智能存儲系統 CloudSpeed 500 規格

  • 容量
    • 120GB (TG32C10120GK3001)
    • 240GB (TG32C10240GK3001)
    • 480GB (TG32C10480GK3001)
  • 性能
    • 突發 600MB/s
    • 持續讀取/寫入速度高達 500MB/s
    • 隨機 IOPS 讀/寫高達 60K/20K
    • 訪問時間 < 1.0ms
  • SATA 6Gb/s,2.5”外形規格
  • 混合工作負載的耐用性 – Guardian Technology:每天 1.2 次完全隨機驅動器寫入
  • 15,000 個市盈率週期
  • 資料故障保護:恢復最多 1 個 NAND 快閃記憶體擦除資料塊
  • 高可靠性備用電源電路
  • 根據警告/臨界溫度限制性能
  • 電力
    • 電源電壓5V±5%
    • 有源 1.2 A(典型值)
    • 空閒 0.5 A(典型值)
  • 環境建議
    • 衝擊(工作) 200g 半正弦波,10 毫秒,沿每個軸、X、Y、Z 各方向 1 次衝擊
    • 振動(工作) 0.67 g rms 5 – 500 Hz,3 軸
    • 工作溫度 0°C 至 70°C(內部)
    • 儲存溫度 -40°C 至 70°C
    • 濕度 5% 至 95%,非冷凝,相對濕度
    • 海拔 24,384m(80,000 英尺)
  • 尺寸(長x寬x高)100.2毫米x 69.85毫米x 7毫米
  • 5年保修

設計和建造

CloudSpeed 500 的正面採用標籤覆蓋頂部,同時露出金屬灰色邊緣。 外殼還有可見的螺絲孔,可以拆卸驅動。 在SSD的底部,我們可以看到CloudSpeed 500的標準條形碼貼紙,上麵包含了硬盤信息。

移動到側面輪廓,我們可以看到為用戶提供安裝驅動器能力的螺絲孔。 至於外形尺寸,該驅動器採用 2.5 英寸外形尺寸和 7 毫米的纖薄高度,使其能夠適應廣泛的應用並減少佔用空間。 

智能存儲系統 CloudSpeed 500 在 2581GB NAND 封裝中集成了一個 SandForce SF-8 控制器和 24 個 32nm MLC NAND 芯片。 這使 SSD 的總容量為 256GB,當考慮到 240% 的超額配置時,可用存儲空間為 7GB。 MLC NAND 有助於保持較低的構建成本,而且正如我們上面提到的,CloudSpeed 500 的固件和工程設計提高了 SSD 的耐用性,額定 PE 週期高達 15,000 次。 CloudSpeed 500 內部唯一看不到的東西是導熱墊,用於從控制器和/或 NAND 中吸走熱量,我們通常在企業級 SSD 中找到它。 

在智能存儲系統 CloudSpeed 500 PCB 上,我們可以看到隨附的電源故障電容器,可在驅動器意外斷電時保護傳輸中的數據。

測試背景和比較

Smart Storage CloudSpeed 500 240GB 使用 24nm MLC NAND 和帶有 SATA 2581Gb/s 接口的 SandForce SF-6.0 控制器。 以下比較對像是根據價格和在目標入門企業市場中找到的可能性選擇的。 

本次審查的可比性:

  • 美光 M500 480GB (480GB,Marvell 9187 控制器,美光 20nm MLC NAND 閃存,6.0Gb/s SATA)
  • 美光 M500 960GB (960GB,Marvell 9187 控制器,美光 20nm MLC NAND 閃存,6.0Gb/s SATA)
  • 三星SSD 840 Pro (512GB,300mhz 三星三核 MCX 控制器,三星 3Xnm Toggle NAND 閃存,2Gb/s SATA)
  • 三星SM843 (240GB,300mhz 三星三核 MCX 控制器,三星 3Xnm Toggle NAND 閃存,2Gb/s SATA)
  • 英特爾SSD 520 (240GB,SandForce SF-2500 控制器,Intel 25nm MLC NAND 閃存,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
    • 100GB 美光 RealSSD P400e 啟動固態硬盤
  • 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

應用性能分析

在企業市場中,產品在紙面上的表現與它們在生產環境中的表現存在巨大差異。 在 StorageReview,我們了解擴展到應用程序測試的重要性,我們的第一個測試是我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫存儲基準. 雖然綜合測試將繼續成為我們審查的重要部分,但我們計劃擴展我們的應用程序測試以涵蓋廣泛的領域,包括 VDI 性能、VM 負載生成、擴展的數據庫性能測試以及許多其他領域。

在我們的 MarkLogic NoSQL 數據庫環境中,我們測試了四個可用容量大於或等於 200GB 的 SATA 或 SAS SSD 的組。 我們的 NoSQL 數據庫需要大約 650GB 的可用空間才能使用,平均分配給四個數據庫節點。 在我們的測試環境中,我們使用 SCST 主機並在 JBOD 中呈現每個單獨的 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。 測量 MarkLogic 軟件看到的內部延遲,我們記錄了總平均延遲以及每個 SSD 的間隔延遲。

Smart CloudSpeed 500 是我們通過 MarkLogic NoSQL 測試運行的入門級企業級 SSD 細分市場中的第一款驅動器。 平均整體延遲為11.058ms,非常不錯,進入主流企業SSD的性能範圍。

查看我們測量的每個區域的總體平均延遲,我們記錄的峰值高達 1,907 毫秒,許多峰值在 60​​-100 毫秒之間。

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。 我們還包括兩個傳統的混合工作負載,傳統的文件服務器和網絡服務器,每個都提供廣泛的傳輸大小組合。

  • 4k
    • 100% 讀取或 100% 寫入
    • 100% 4k
  • 8k 70/30
    • 70% 讀取,30% 寫入
    • 100% 8k
  • 文件服務器
    • 80% 讀取,20% 寫入
    • 10% 512b、5% 1k、5% 2k、60% 4k、2% 8k、4% 16k、4% 32k、10% 64k
  • 網絡服務器
    • 100% 閱讀
    • 22% 512b、15% 1k、8% 2k、23% 4k、15% 8k、2% 16k、6% 32k、7% 64k、1% 128k、1% 512k

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,Smart Storage CloudSpeed 500 240GB 的爆發特性在 40,000 IOPS 下測試,接近 Intel SSD 520。CloudSpeed 500 在進入穩態時穩定在 3,300 IOPS 附近。 這將它放在包的底部附近。

在 16T/16Q 負載很重的情況下,CloudSpeed 500 240GB 的突發時間為 6.34 毫秒,並在接近穩定狀態時擴展到 77.42 毫秒。 CloudSpeed 500 墊底,但仍高於 Intel SSD 520。

比較 SSD 之間的最大延遲,CloudSpeed 500 240GB 的最大響應時間在穩態下介於 150-280 毫秒之間,不如英特爾 520 一致,但接近相同的實線標記。

進一步觀察我們 4k 隨機寫入工作負載的延遲一致性,CloudSpeed 500 240GB 處於中間位置。

經過 6 小時的預調後,CloudSpeed 500 以 4 IOPS 提供中等水平的 47,300k 隨機讀取性能,其寫入速度僅強於 520 IOPS 的 Intel 3,300。

在 16T/16Q 的重負載下,三星驅動器非常強大,而 CloudSpeed 500 的讀取延遲為 5.41 毫秒,處於組中的中等水平,寫入延遲僅優於 Intel 520,為 76.85 毫秒。

當我們查看 4k 測試中的最大延遲時,CloudSpeed 500 的最大寫入延遲為 268 毫秒,但它的讀取延遲處於該組的較高端。

相比之下,CloudSpeed 500 讀取延遲標準偏差是平均水平,寫入時間為 48.90 毫秒,接近該組的中低端。

在我們使用 8k 配置文件 70/30% 讀/寫擴展和恆定 16T/16Q 負載的第一個混合工作負載中,我們測得 CloudSpeed 37,700 的峰值速率為 500 IOPS,然後它達到約 6,400 IOPS 的穩定狀態。 該圖表顯示,美光 M500 960GB 的爆發時間最長,並提供最一致的 IOPS。

在負載為 16T/16Q 的情況下,CloudSpeed 500 的突發平均延遲約為 6.75 毫秒,然後在達到穩態時增加到 40.15 毫秒。 這與 Intel 520 相當,但接近該組的底部。

在我們的 8k 70/30 預處理測試的最大延遲部分,CloudSpeed 500 在穩態下的測量值在 200-280 毫秒之間,將其置於再次由三星驅動器領先的包的中間。

當 CloudSpeed 500 達到穩定狀態時,它與 Micron M500 480GB 和 Intel 520 進行了競爭性測試。

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,CloudSpeed 500 在組中墊底,但略高於 Intel 520,從 3,999T/2Q 的 2 IOPS 到 6,103T/16Q 的 16 IOPS。

在 SSD 在我們的 8k 70/30 測試中進入穩定狀態後,CloudSpeed 500 在 0.99T/2Q 時的平均延遲為 2ms,在 41.93T/16Q 時增加到 16ms。

大多數隊列深度的最大延遲都出現峰值,儘管它在達到 16T/16Q 時已經得到控制。

比較我們 8k 70/30 測試中的延遲一致性,三星驅動器基本上屬於一個單獨的類別,而 CloudSpeed 500 與其餘 SSD 保持相當接近。

下一個工作負載是我們的文件服務器配置文件,它涵蓋從 512b 到 512K 的各種傳輸大小。 在 16T/16Q 飽和負載下,CloudSpeed 500 測試峰值傳輸速度為 29,000 IOPS,然後緩和到接近 10,000 IOPS 的穩態速度。 在整個工作負載中,CloudSpeed 500 處於中間位置。

在我們的文件服務器預處理測試中,CloudSpeed 500 的平均延遲在突發狀態下測量為 8.85 毫秒,然後在穩定狀態下增加到 25.74 毫秒。

在我們的文件服務器預處理測試中接近穩定狀態時,CloudSpeed 500 的最大延遲範圍為 140-240 毫秒。

在我們的文件服務器預處理測試中將重點轉移到延遲一致性上,CloudSpeed 500 在整個測試過程中處於中間位置。

在每個 SSD 上完成 6 小時的文件服務器預處理過程後,我們過渡到各種工作負載,我們在 2T/2Q 到 16T/16Q 之間擴展。 CloudSpeed 500 再次從 4,888T/2Q 的 2 IOPS 上升到 9,585T/16Q 的 16 IOPS 的峰值,再次名列中間。

CloudSpeed 500 在我們的文件服務器測試中的平均延遲從 0.81T/2Q 時的 2 毫秒開始擴展到 26.7T/16Q 時的 16 毫秒。

在我們的文件服務器測試中,CloudSpeed 500 的響應時間在擴展工作負載中處於中間水平。 它在 2T2Q 處的峰值開始時處於高位,但在 16T/16Q 之前出現幾個峰值後趨於平穩,最終在 236.6 毫秒處達到峰值。

比較延遲一致性,CloudSpeed 500 排名中間,三星驅動器再次表現出色。

我們最終的預處理工作負載採用傳統的 100% 讀取活動 Web 服務器測試,並將其轉換為 100% 寫入以預處理每個 SSD。 這是我們最激進的工作負載,儘管它並不真正符合 100% 寫入的任何現實條件。 在本節中,CloudSpeed 500 提供了中等的突發速度,但當它達到穩定狀態時,它在 Intel 520 SSD 中墊底。

當驅動器接近穩定狀態時,我們的 Web 服務器預處理測試中的平均延遲穩定在 270 毫秒左右,保持高於除 Intel 520 以外的所有驅動器。

CloudSpeed 500 在我們壓力很大的 100% 寫入 Web 服務器預處理運行期間的最大延遲範圍為 800 到大約 1,200 毫秒,因為它接近穩態,接近該組的中間值。

比較我們 Web 服務器預處理測試中的延遲標準偏差,CloudSpeed 500 在接近穩態時表現接近底部。

在每個 SSD 完成 Web 服務器測試中的預處理階段後,我們將工作負載翻轉回 100% 讀取。 在只讀條件下,CloudSpeed 500 在組中接近 Intel 520,同時從 10,150T/2Q 的 2 IOPS 擴展到 16,674T/16Q 的 16 IOPS。

在我們的只讀 Web 服務器測試中,CloudSpeed 500 的平均延遲從 0.39T/2Q 的 2 毫秒擴展到 15.35T/16Q 的 16 毫秒。

比較我們 Web 服務器測試中的最大延遲,CloudSpeed 500 的最大延遲約為 8.57 毫秒,儘管它在 245.00T/16Q 時確實大幅飆升至 16 毫秒。

比較我們 Web 服務器測試中的延遲標準偏差,CloudSpeed 500 相當具有競爭力,位於該組的中上水平附近。

結論

智能存儲系統 CloudSpeed 500 是一款入門級企業級 SSD,專為需要大量讀取但仍需要比標準客戶端 SSD 更高耐用性的環境而設計。 考慮到這一點,Clo​​udSpeed 500 以 7 毫米 2.5 英寸的外形尺寸和 MLC NAND 出現,並在服務器和雲計算領域展開競爭。SSD 僅使用 7% 的配置,使其能夠提供 120GB、240GB 和 480GB 的容量。配備 Smart Storage Systems Guardian Technology Platform 企業功能和耐用性增強,CloudSpeed 500 能夠提供 15,000 個 PE 週期。

Smart Storage CloudSpeed 500 提供的性能並非一流,但通常處於對其進行測試的艱難組別中。 事實證明,三星驅動器在重讀工作負載中表現最強,而在重寫工作負載中與 M500 互換位置。 但是我們需要回到耐力問題,兩者之間存在顯著差異。 M500 相對較輕,僅為 72TBW,SM843 為 1PB,大部分客戶端驅動器的額定運行時間僅為三年。 CloudSpeed 500 在五年保修期內提供 525TBW 的容量,並增加了這些競爭驅動器所沒有的其他功能,例如電源故障保護。

隨著讀取密集型企業 SSD 市場的不斷擴大,CloudSpeed 500 面臨著激烈的競爭。 過去這個領域只有幾個驅動器,包括許多消費類 SSD,而現在許多製造商都在使用專用驅動器進入該領域。 他們都試圖提供比以前在成本敏感的市場上提供的更高水平的耐用性,同時仍然提供低延遲和強大的性能。 真正歸結為保持低價位。 與更多高性能 SSD 相比,這些 SSD 不需要是頂級性能; 他們需要提供高耐用性和合理的性能,同時關注成本問題。

優點

  • MLC NAND 的高耐用性
  • 普遍兼容的 7mm z 高度
  • 比基於標準 SandForce 的客戶端 SSD 更高的性能

缺點

  • 性能中等

底線

智能存儲系統 CloudSpeed 500 是對入門級企業級 SSD 空間的有力補充。 該驅動器具有成本效益,但仍提供充足的耐用性和企業級功能,如電源故障保護。

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