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SMART 存儲系統 XceedIOPS2 企業級 SSD 評測

by 凱文·奧布萊恩

SMART Storage Systems(以前稱為 SMART Modular)提供強大的企業級 SSD 產品系列。 XceedIOPS2 是他們基於 SandForce SF-2500 的解決方案,面向混合企業使用,並支持 Toshiba eMLC NAND 的耐用性。 XceedIOPS6 配備 SATA 2Gb/s 接口,提供高達 520MB/s 的順序讀取和 500MB/s 的寫入速度,隨機 I/O 性能高達 60,000 IOPS。 最重要的是自定義固件、電源保護功能和來自 SMART 工程團隊的專業知識。 其他亮點包括 AES 256 位加密、強大的 2.5 萬小時 MTBF、五年保修和 6GB SSD 的耐用性高達 400PBW。


SMART Storage Systems(以前稱為 SMART Modular)提供強大的企業級 SSD 產品系列。 XceedIOPS2 是他們基於 SandForce SF-2500 的解決方案,面向混合企業使用,並支持 Toshiba eMLC NAND 的耐用性。 XceedIOPS6 配備 SATA 2Gb/s 接口,提供高達 520MB/s 的順序讀取和 500MB/s 的寫入速度,隨機 I/O 性能高達 60,000 IOPS。 最重要的是自定義固件、電源保護功能和來自 SMART 工程團隊的專業知識。 其他亮點包括 AES 256 位加密、強大的 2.5 萬小時 MTBF、五年保修和 6GB SSD 的耐用性高達 400PBW。 

XceedIOPS2 適合 Smart Storage Systems 的產品組合,作為其旗艦 SATA 產品。 該公司顯然已全力投入,使 eMLC 和 MLC NAND 在企業中發揮作用。 雖然 Smart 提供帶有 SLC NAND 的軍用和工業級 SSD,但他們的主流企業產品包括帶有 MLC NAND 的基於 SATA 的 XceedStor 及其利用 SAS 接口和 MLC NAND 的 Optimus SSD 系列。 使 eMLC 和 MLC NAND 具有五年耐用性的承諾凸顯了 NAND 已經走了多遠,以及 Smart 對其驅動器的設計有多出色。 

與 SLC 替代品相比,能夠管理 eMLC NAND 的耐用性是因為驅動器的價格更低。 從性能的角度來看,eMLC 驅動器在更多情況下仍然設法與它們的 SLC 同類產品相提並論,這使得 TCO 等式在考慮每美元的性能時,嚴重依賴於 MLC 解決方案。 XCeedIOPS2 在每天七次完整驅動器寫入的情況下提供五年保修。 在其高端 400GB 容量下,相當於在預期服務窗口中向驅動器寫入了 6PB。 

Smart 提供 2" 和 1.8" SATA 2.5Gb/s 配置的 XceedIOPS6。 1.8" 和 2.5" SSD 均提供 50GB、100GB、200GB 和 400GB 容量。 我們的評測單元是 2.5" 200GB 容量。

智能存儲系統 XCeedIOPS2 規格

  • 容量:
    • XceedIOPS2 SATA 1.8"
      • 100GB – TX21B10100GB1001
      • 200GB – TX21B10200GB1001
      • 400GB – TX21B10400GB1001
    • XceedIOPS2 SATA 2.5"
      • 100GB – TX22D10100GB1001
      • 200GB(可用 186GB)——TX22D10200GB1001
      • 400GB – TX22D10400GB1001
  • SandForce SF-2582 控制器
  • 東芝 32nm 企業級 MLC NAND
  • SATA 6Gb/秒接口
  • 性能
    • 持續讀取 – 高達 520 MB/s
    • 持續寫入 – 高達 500 MB/s
    • 高達 60,000 IOPS 隨機 4K 寫入
    • 訪問時間 <1.0 毫秒
  • 耐久性 eMLC(五年壽命)
    • 100GB – 1.5PBW
    • 200GB – 3PBW
    • 400GB – 6PBW
  • 數據可靠性<十分之一18 位讀取
  • 糾錯/錯誤檢測 (BCH) – 每 55 字節扇區 512 位
  • 數據故障恢復——最多 1 個 NAND 閃存擦除數據塊
  • 電源故障恢復 – EverGuard
  • 溫度監控——警告/臨界溫度時性能節流
  • 加密 AES-256(FIPS-197 認證),安全 TCG-Enterprise
  • 電力
    • 電源電壓 3.3±5% 5V±5%
    • 活動(典型值)1800 毫安
    • 空閒 500 毫安
    • 高級電源管理——功率節流
  • 環境建議
    • 衝擊 – 200g 半正弦波,10 毫秒,沿每個軸 X、Y、Z、每個方向衝擊 1 次
    • 振動 – 200g 半正弦波,2 毫秒,沿每個軸 X、Y、Z、每個方向衝擊 1 次
    • 工作溫度 0 °C 至 70 °C(內部)
    • 儲存溫度 -40 °C 至 90 °C
    • 濕度 5% 至 95%,非冷凝,相對濕度
    • 海拔 24,384 米(80,000 英尺)
  • 機構
    • 長度 78.5 毫米 100.2 毫米
    • 寬度 54.0 毫米 69.85 毫米
    • 高度 5.0 毫米 9.5 毫米
  • 固件版本審查 – PRO6F4EC

設計與拆卸

智能存儲系統 XceedIOPS2 具有相當基本的外觀,銀色金屬漆覆蓋在鑄造金屬合金外殼上。 我們的工程樣品在機箱頂蓋上有一個產品標籤,包括部件號、序列號、批號以及基本的驅動器詳細信息。 外殼的底部完全是空白的,只顯示了讓您可以接觸到內部電路板的螺絲。

XceedIOPS2 具有 9.5 毫米的驅動器 z 高度,這是消費類和 SATA 企業級 SSD 的標準配置。 我們評測過的大多數以企業為中心的固態硬盤,除了英特爾固態硬盤 710,都提供 15 毫米的 z 高度,與 2.5 英寸企業級硬盤驅動器的厚度相匹配。 不過,使用更薄設計的優勢意味著適合企業工作負載的更薄設備(例如刀片服務器或移動系統)可以使用此 SSD。

XceedIOPS2 的正面展示了一個標準的 SATA 連接,在這個特定的 SSD 上,它能夠推動超過 500MB/s 的速度。 該界面與涵蓋消費者和企業系統的廣泛平台兼容。

拆開 XceedIOPS2 相當困難,主要是因為組裝過程中使用了 Smart 散熱材料。 對於最終用戶而言,這是最佳選擇,但對於評論而言,這可能會使攝影變得困難。 正如您在下面看到的,每塊 NAND 和控制器都塗有一小塊導熱材料,在組裝驅動器時充當膠水。 為了限制對驅動器的損壞以供我們審查之用,我們包括了驅動器的內部照片以供說明之用,使熱設備保持完好無損。

外殼厚度不到 1.5 毫米,可用作所有內部組件的散熱器。 電路板的兩側將來自控制器和 NAND 的熱量散發到外殼的上半部分和下半部分。

Smart Storage Systems 在 XceedIOPS32 SSD 內部使用 Toshiba 2nm eMLC NAND。 200GB容量一共使用了16塊NAND,單顆容量為200GB。 這為 256GB 型號提供了 186GB 的原始容量並配置了 28GB 的可用空間,SSD 的超額配置水平為 XNUMX%。

XceedIOPS2 內部使用的控制器是 SandForce SF-2582,它不需要額外的 SDRAM 緩衝區,並且在商業環境中的工作溫度高達 70C。 該控制器還支持 AES-256 和 TCG 加密。

Smart Storage System 的 EverGuard 電源故障恢復設置使用 32 個 OxiCap 氧化鈮電容器,而不是有時在企業 SSD 上看到的超級電容器。 這些用於電源過濾以及在輸入電源丟失或中斷時保持電源,因此可以將傳輸中的數據刷新到 NAND。 227uF 電容器的總電容為 0.007F。 Smart 沒有列出電源電路可以保持控制器運行的時間量或充電時間,但它們很可能足以防止在電源中斷時丟失數據。 使用這種類型的電容器的另一個主要好處是 SSD 的熱包絡在運行期間升高到 70C,從而降低了冷卻要求。 這是一項重要功能,因為許多數據中心正在尋找降低整體冷卻成本的方法,因為它們佔總用電量的很大一部分。

企業基準

智慧型儲存系統XceedIOPS2採用東芝32nm eMLC NAND、SandForce SF-2582控制器及6.0Gb/s SATA介面;我們的評測單位是200GB。本次評測使用的可比較產品包括以下最近測試的企業級 SSD: 美光P300 (100GB, Marvell 9174, Micron 34nm SLC NAND, SATA), 東芝 MKx001GRZB (400GB,Marvell 9032,東芝 32nm SLC NAND,SAS), 三星SM825 (200GB,三星 S3C29MAX01-Y330,三星 30nm eMLC NAND,SATA),以及 日立Ultrastar SSD400M (400GB、英特爾 EW29AA31AA1 控制器、英特爾 25 奈米 eMLC NAND、SAS)。所有企業級 SSD 都在我們的企業測試平台上進行了基準測試,該平台基於 聯想ThinkServer RD240. 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。Smart Storage Systems 聲稱其 520GB XceedIOPS 的最大突發讀取速度為 500MB/s,寫入速度為 200MB/s . 由於此測試測量的是穩態性能,而不是突發數據,以便在恆定工作負載環境中對所有企業驅動器進行平等比較,因此我們的測量結果將低於廣告量,因為它們代表不同的較長活動,而不是瞬時或突發記錄。

在我們的大塊順序傳輸測試中,我們測得讀取速度為 531MB/s,穩態寫入速度為 217MB/s。 讀取速度高於 Smart 聲稱的 520MB/s,但我們之前提到的穩態寫入速度低於 500MB/s 的突發額定值。 在此測試中,SandForce SF-2500 處理器的優勢顯而易見,XceedIOPS2 在讀取速度方面領先群雄。

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。

在我們的大塊隨機傳輸測試中,XceedIOPS2 保持了 536MB/s 的強勁讀取速度和 68MB/s 的穩態寫入速度。 雖然讀取速度領先於企業級 SSD,但寫入速度卻墊底。

切換到更小的 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。

在隊列深度低於 16 時,智能存儲系統 XceedIOPS2 可以毫不費力地利用 SandForce 控制器強大的隨機 4K 讀取性能。 開始時 XceedIOPS2 的速度為 4,208 IOPS,最終穩定在 54,386 IOPS。 唯一超越它的是 SAS 接口的 Toshiba SLC SSD。

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。

在連續工作負載下,XceedIOPS2 保持 4 IOPS 的穩態 8,961K 隨機速度,平均速度為 35MB/s。 此測試期間的平均延遲測得為 3.57 毫秒,我們測試期間的峰值延遲為 96 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。

智能存儲系統 XceedIOPS2 在我們的數據庫配置文件測試中保持了 10,968 IOPS 或 86MB/s 的穩態速度。 這在其他高性能 eMLC 型號中排名墊底,但高於配備 eMLC 的英特爾 SSD 710。

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。

XceedIOPS2 在文件服務器場景下測得的穩態速度為 13,195 IOPS,緊隨配備 eMLC 的三星 SM825 和日立 SSD400M,並高於英特爾 SSD 710。

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。

在只讀環境中,Smart XceedIOPS2 能夠稍微伸展一下腿並向上移動到企業 SSD 包的頂部。 在此工作負載中,XceedIOPS2 保持 18,570 IOPS 或 284MB/s 的速度。

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。

在工作站環境中,XceedIOPS2 在我們評測過的 eMLC 企業級 SSD 中排名第二,低於 Ultrastar SSD2M,速度為 400 IOPS 或 16,608MB/s。

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。

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,智能存儲系統 XceedIOPS2 使用 5.65 瓦或更少。 XceedIOPS2 最耗電的活動是隨機 QD32 4K 讀取,在測試期間平均使用 5.65 瓦。 第二個是順序 2MB QD4 寫入,第三個是隨機 QD32 4K 寫入,然後是 2MB QD4 讀取,排在第四位。 在大量寫入和隨機 4K 讀取活動期間,智能存儲系統 XceedIOPS2 使用的電量剛好低於 SAS 6.0Gb/s Toshiba MKx001GRZB 所需的電量,在其他方面與 Hitachi Ultrastar SSD400M 非常接近。

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 9,621 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 2,246K 隨機寫入,則下降到 4 IOPS/瓦。 相比之下,SLC Micron P38,481 的讀取速度為 10,119 IOPS/瓦,寫入速度為 300 IOPS/瓦,SLC Toshiba MKx16,385GRZB 的讀取速度為 3,082 IOPS/瓦,寫入速度為 001 IOPS/瓦,讀取速度為 14,980 IOPS/瓦,寫入速度為 2,043 IOPS/瓦eMLC Samsung SM825,或 19,484 IOPS/watt 讀取,6,150 IOPS/watt 在 eMLC Hitachi Ultrastar SSD400M 上寫入。 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

雖然智能存儲系統(智能模塊化)可能不是家喻戶曉的名字,但在企業中它們以質量和創新著稱。 XceedIOPS2 填補了企業級 SSD 市場的一個有趣位置,提供具有 SandForce SF-2500 性能和 eMLC NAND 的 SATA 接口,每天最多可支持 2 個驅動器寫入。 XceedIOPS2 發布了我們在任何 SAS 或 SATA 企業級 SSD 中看到的最好的 4MB 順序和隨機讀取分數,或多或少地佔據了所有接口可以提供的分數。 對於需要快速讀取的 Web 和文件服務等應用程序來說,這樣的讀取性能無疑是個好兆頭。 它還在較低的隊列深度下提供了最強的隨機 2K 讀取性能,發布速度比任何其他同類 SSD 高 4-XNUMX 倍。

在等式的寫入性能方面,該驅動器在 2MB 和 4K 測試中接近下半部分,這不足為奇,因為 SF-2582 在該領域的頂級性能並不出名不可壓縮數據在企業使用配置文件中,該驅動器在其應有的位置表現良好,在數據庫和工作站配置文件中略有落後,但在文件服務器和網絡服務器配置文件中提供了非常有競爭力的分數,只有東芝 SLC SAS 東芝 eSSD 明顯擊敗它. 與直接競爭的日立Ultrastar SSD400M和三星SM825相比,XceedIOPS2提供了良好的性能,而與英特爾SSD 710相比則有大幅提升。

憑藉優於或至少與此類驅動器配置相當的性能,Smart 也能夠展示其在其他領域的工程實力。 XceedIOPS2 提供出色的散熱和更高的工作熱包絡,從而降低冷卻費用。 他們能夠擺脫 eMLC NAND 的耐久性也有明顯的好處,使該驅動器在具有讀寫活動的設置中成為出色的操作員,並非所有 eMLC/MLC 驅動器都能夠做到這一點。 對於提供不同產品的企業,XceedIOPS2 是一個非常好的選擇,具有一級企業認證和非常引人注目的性能特徵。

優點

  • 出色的大塊讀取速度
  • 非常強的低隊列深度隨機 4K 讀取速度
  • 具有高額定工作溫度的出色熱設計
  • 與其他 eMLC 企業級 SSD 相比具有良好的寫入性能

缺點

  • 略高於平均功率需求
  • 寫入密集型性能弱於某些高性能 eMLC 產品

底線

嚴格從性能的角度來看,XceedIOPS2 具有一定的優勢,尤其是對於提供一定程度的可壓縮性以加快速度的工作負載,並且在讀取方面它通常很強大。 總的來說,當你考慮到每天七次驅動器填充的耐久性和 eMLC NAND 的成本節省時,Smart 的價值主張開始變得非常強大。  

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