Enterpise TLC Storage Era börjar: Avrunda 13 SSD-enheter med Samsung, Intel och Memblaze

0 Shares

2018 var ett hektiskt år för konsument-SSD: er. Eftersom alla NAND-flashtillverkare nu levererar högkvalitativ 3D NAND i volym har vi sett mer konkurrens än någonsin och enorma prisfall. NVMe börjar bli mainstream och Samsung sitter inte längre ovanpå det marknadssegmentet utan tvekan. Men inte alla intressanta SSD-framsteg har varit inom konsumentområdet. Vi har rapporterat om nya datacenter SSD-formfaktorer, introduktionen av QLC NAND och företags SSD-enheter med svindlande kapacitet, men vi har inte publicerat mycket i vägen för traditionella produktrecensioner för företag / datacenter-SSD.

Hantera Enterprise SSD Market

Idag tittar vi på flera nya modeller som täcker ett brett utbud av företags-SSD: er, från nybörjade SATA-enheter baserade på samma hårdvara som vanliga SSD-konsumenter, till giganter som levererar 1 M IOPS över en PCIe x8-anslutning samtidigt som de drar mer 20W.

Inga två modeller i denna recension är direkta konkurrenter mot varandra, men tillsammans representerar dessa enheter nästan alla viktiga produktsegment för SSD-enheter för företag / datacenter. Urvalet av enheter återspeglar de senaste trenderna: det faktum att MLC NAND i princip är borta från marknaden och nu ersätts av mogen 3D TLC NAND. Läget för 3D TLC är att det nu erbjuder gott om uthållighet och prestanda när det samlas i de flera TB-enheter som är mest kostnadseffektiva.

För de få nischer som fortfarande kräver högsta uthållighet och lägsta latens som pengar kan köpa, fyller alternativa minnen som Intel 3D XPoint och Samsung Z-NAND gapet som försvinner av traditionell MLC och SLC NAND-blixt. SAS SSD-enheter finns fortfarande, men deras relevans avtar nu när NVMe SSD-enheter har mognat så att de inte bara erbjuder högre prestanda utan alla samma tillförlitlighet och hanteringsfunktioner som är standard i SAS ekosystem.

På SSD-marknaden för konsumenter finns det inte ett stort pris mellan de billigaste NVMe SSD-enheterna och de snabbaste (NAND-baserade) NVMe SSD-enheterna, så det är svårt att dela upp NVMe-konsumentmarknaden i flera produktsegment som var och en innehåller rimliga produkter. Företagets SSD-marknad har inte detta problem. Det finns en tydlig åtskillnad mellan NVMe-enheter med lägre effekt som vanligtvis delar en styrplattform med en konsumentprodukt och de avancerade enheterna som använder endast 16 till 32-kanals styrenheter för företag.

Sonder Samsung, Intel och Memblaze

Tabellen nedan visar de enheter som är föremål för denna recension. Tre av de fyra nya modellerna som Samsung tillkännagav under Q3 2018 ingår: två SATA och en NVME och en fjärde (983 ZET Z-SSD) kommer att granskas senare. Intel DC P4510 mellanklass NVMe SSD och Optane DC P4800X har redan granskats på AnandTech, men ses över nu när vi har mer relevanta enheter att jämföra med. Memblaze PBlaze5 är den mest kraftfulla flashbaserade SSD som vi har testat, och är en bra representant för de högsta företags-SSD: erna som inte ofta samplas för granskning.

Visas inte i tabellen men ingår i recensionen är den äldre Samsung PM863 SATA-enheten, som hjälper till att illustrera hur saker har utvecklats sedan de dagar då Samsung hade monopol på 3D NAND. Vi har flera andra företags-SSD: er till hands, men de används antingen som startdiskar för olika testbäddar eller är gamla plana NAND-enheter, så de ingår inte i denna recension.

Översikt över recenserade modeller
Modell SATA / PCIe Formfaktor Kapacitet Minne Skriv uthållighet
(DWPD)
Samsung 860 DCT SATA 2,5 “7mm 960 GB
1920 GB
3840 GB
64L 3D TLC 0,2 DWPD
Samsung 883 DCT SATA 2,5 “7 mm 240 GB
480 GB
960 GB
1,92 TB
3,84 TB
64L 3D TLC 0,8 DWPD
Samsung 983 DCT PCIe 3.0 x4 2,5 “7 mm U.2 960 GB
1,92 TB
64L 3D TLC 0,8 DWPD
PCIe 3.0 x4 M.2 22110 960 GB
1,92 TB
64L 3D TLC 0,8 DWPD
Intel DC P4510 PCIe 3.0 x4 2,5 “15 mm U.2 1 TB
2 TB
4 TB
8 TB
64L 3D TLC 0,7–1,1 DWPD
Intel Optane
DC P4800X
PCIe 3.0 x4 HHHL AIC 375 GB
750 GB
1,5 TB
3D XPoint 60 DWPD
Memblaze
PBlaze5 D900
PCIe 3.0 x4 2,5 “15 mm U.2 2 TB
3,2 TB
4 TB
8 TB
32L 3D TLC 3 DWPD
Memblaze
PBlaze5 C900
PCIe 3.0 x8 HHHL AIC 2 TB
3,2 TB
4 TB
8 TB
32L 3D TLC 3 DWPD
Obs! Testade kapaciteter visas i fetstil

För att fastställa var en företags SSD passar in i det konkurrensutsatta landskapet är de första specifikationerna att titta på formfaktor, gränssnitt och skriv uthållighetsklassificering.

  • Gränssnitt: Som med SSD-konsumenter är SATA-enheter i allmänhet billigare och mycket långsammare än NVMe-enheter. Men på en server kan prestandaskillnaderna mellan SATA och NVMe ha en mycket större inverkan på den totala systemprestandan än med en interaktiv skrivbordsarbetsbelastning. SATA-produktlinjer toppar vanligtvis vid 4TB eller 8TB; utöver det leder SATA-gränssnittsflaskhalsen till oacceptabelt låga prestanda per TB-förhållanden. NVMe-produktlinjer börjar vanligtvis runt 1 TB och går upp därifrån, eftersom mindre kapacitet inte skulle kunna utnyttja PCIe-bandbredden bra.
  • Formfaktor: Mindre formfaktorer som M.2 och 7 mm tjocka 2,5 “-enheter kan inte dra lika mycket kraft som ett PCIe-tilläggskort, och detta leder ofta till att fysiskt mindre enheter erbjuder lägre prestanda. De största 16 och 32-kanals SSD-styrenheterna kan inte ens passar på ett 22 mm brett M.2-kort. Därför kommer nyare standarder på marknaden, som Samsungs NF1 och Intels linjal.
  • Skriv uthållighet: Uthållighetsbetyg anger vilken typ av arbetsbelastning en enhet är avsedd för. Enheter med högre uthållighetsbetyg har också högre skrivprestanda, särskilt slumpmässiga skrivprestanda. Betyg på mindre än en enhetsskrivning per dag indikerar vanligtvis en enhet som är avsedd för en relativt läs-tung arbetsbelastning. Så lite som 0,1 eller 0,2 DWPD kan vara mycket för ett användningsfall som en strömmande video-CDN-nod, som upplever liten skrivvolym och vad som skrivs måste göra är mestadels sekventiell. Enheter med betyg på 5 DWPD eller mer blir sällsynta, förutom specialmodeller som Intels Optane SSD och Samsungs Z-SSD.

Baserat på dessa riktlinjer kan vi förvänta oss att Intel SSD DC P4510 är ett litet steg upp från Samsung 983 DCT, i pris och strömförbrukning om inte prestanda. Memblaze PBlaze5 D900 är ytterligare ett steg uppåt med sin högre uthållighetsklassificering, och PBlaze5 C900 är helt klart den skarpaste NAND-baserade enheten i denna grupp med sitt PCIe 3 x8-gränssnitt.

Testa systemet

Intel tillhandahöll vårt SSD-testsystem för företag, en av deras 2U-servrar baserat på Xeon Scalable-plattformen (kodnamnet Purley). Systemet innehåller två Xeon Gold 6154 18-kärniga Skylake-SP-processorer och 16 GB DDR4-2666 DIMM-moduler på alla tolv minneskanaler för totalt 192 GB DRAM. Var och en av de två processorerna tillhandahåller 48 PCI Express-banor plus en DMI-länk med fyra spår. Tilldelningen av dessa körfält är komplicerad. De flesta PCIe-banor från CPU1 är avsedda för specifika ändamål: x4 DMI plus en annan x16-länk går till C624-chipsetet, och det finns en x8-länk till en kontakt för en valfri SAS-kontroller. Detta gör att CPU2 tillhandahåller PCIe-banor för de flesta av expansionsplatserna, inklusive de flesta U.2-portarna.

Företaget SSD-testsystem och de flesta av våra SSD-testutrustningar för konsumenter är inrymda i ett StarTech RK2236BKF 22U helt slutet kapslingsskåp. Under testningen för denna recension lämnades ytterdörren på detta rack i allmänhet öppen för att möjliggöra bättre luftflöde, eftersom racket inte innehåller avgasfläktar. Racket är för närvarande installerat på en ouppvärmd vind och det är mitt på vintern, så denna installation gav en rimlig approximation av ett välkyldt datacenter.

Testsystemet kör en Linux-kärna från den senaste långsiktiga supportgrenen. Detta tar med de senaste Meltdown / Spectre-begränsningarna, även om strategier för att hantera Spectre-stilattacker fortfarande utvecklas. Riktmärkena i denna recension är alla syntetiska riktmärken, med de flesta IO-arbetsbelastningar som genereras med FIO. Serverbelastningar varierar för mycket för att det ska vara praktiskt att implementera en omfattande uppsättning riktmärken på applikationsnivå, så vi försöker istället analysera prestanda på en mängd olika IO-mönster.

Enterprise SSD-enheter är specificerade för steady-state-prestanda och inkluderar inte funktioner som SLC-caching, så varaktigheten av riktmärkningskörningar har inte mycket effekt på poängen, så länge enheten var grundligt förkonditionerad. Om inte annat anges, för våra tester som inkluderar slumpmässiga skrivningar, förbereddes enheterna med minst två fullskrivningar av 4kB slumpmässiga skrivningar. För alla andra tester förbereddes enheterna med minst två fullständiga sekventiella skrivpassager.

Våra drivkraftsmätningar utförs med en Quarch XLC programmerbar kraftmodul. Enheten levererar ström till enheter och loggar både ström och spänning samtidigt. Med en samplingshastighet på 250 kHz och precision ner till några mV och mA, ger den en mycket hög upplösning av strömförbrukningen. För de flesta av våra automatiska riktmärken är vi bara intresserade av medelvärden över tidsperioder i storleksordningen minst en minut, så vi konfigurerar kraftmodulen så att den i genomsnitt gör sina mätningar och ger bara cirka åtta sampel per sekund, men internt är det fortfarande mäter med 4 µs intervall så att det inte går miste om kortsiktiga kraftpinnar.

Quarch tillhandahåller en mängd olika kraftinjektionsadaptrar för användning med olika enhetsformfaktorer och kontakter. För den här granskningen använde vi två olika adaptrar: en för U.2 / SAS / SATA-enheter som levererar ström över en tunn bandkabel som kan passa mellan enheter i ett hot-swap-fack och ett PCIe-tilläggskortsteg. För Samsung 983 DCT M.2 använde vi ett PCIe till M.2-adapterkort som innehåller en 12V till 3.3V-omvandlare, och våra mätningar har justerats för att ta hänsyn till omvandlarens omkostnader. Detta är nödvändigt eftersom 983 DCT M.2 är klassad för att dra en topp på 3,8A, och det är mycket svårt att leverera så mycket ström vid endast 3,3 V utan allvarligt spänningsfall längs kabeln. Nyare Quarch-kraftmoduler inkluderar uppgraderingar för att förbättra högströmsleverans och lägga till automatisk kompensation för spänningsfall längs kabeln, men vi har inte haft chansen att uppgradera än.

0 Shares