845DC PRO:采用3D V-NAND的DC SSD
去年8月,三星在闪存峰会上推出了首款采用3D V-NAND闪存的SSD,主要面向数据中心市场。而今年,随着消费级旗舰产品850 PRO的发布,针对数据中心领域的产品也进行了更新,这就是845DC PRO。三星上月发布的845DC EVO是针对读取密集型应用环境,采用的是19nm TLC闪存,而845DC PRO则是针对写入密集型应用环境,采用的是24层3D V-NAND闪存。
近两年SSD在数据中心的应用成为了热门话题,并且已经成为了这个市场的一个全新分支,DC(DataCenter)也成为了这些产品的标准后缀。比如,英特尔的DC S3700系列,美光的M500DC系列,以及现在的三星845DC系列。
三星845DC PRO系列
三星845DC PRO系列设计用于写入密集型应用,比如在线交易等环境,需要持续的高IO和低延迟指标。因此,三星845DC PRO拥有超高的耐久性指标,400GB提供7.3PB的TBW,800GB拥有高达14.6PB的TBW,相当于5年内每天写10次全盘的寿命。
根据编号,三星845DC PRO采用的其实是和840 PRO一样的MDX主控,均为S4LN021X01-8030,它采用三核心Cortex-R4设计,拥有300MHz主频。支持LPDDR2缓存,最大为1GB。
三星3D V-NAND
闪存方面,三星845DC PRO采用的是三星第一代3D V-NAND技术,单层容量为128Gb,最高可实现24层堆叠。具体到这款SSD来看,它配置了8个闪存编号为K9PKGY8S7M-CCK0的颗粒,构成1TB的物理容量,预留空间比例达到了28%。单个颗粒为128GB,仅用了8层堆叠。
三星845DC PRO 800GB标签
性能指标方面,845DC PRO拥有最高530MB/s和460MB/s的持续读写速度,最高92K IOPS的随机读取性能,稳定态下提供最高51K IOPS的随机写入性能。延迟方面,随机4K读取为110us,随机4K写入为50us。
845DC PRO的常规峰值性能测试
测试方面,我们将分为常规跑分测试、模拟轻负载数据库应用环境的测试,以及性能持久性的测试三个部分。
常规跑分测试讲求的是峰值性能,当然这并非企业级SSD诉求的指标,仅仅作为理论参考。测试软件包括CrystalDiskMark、ATTO Disk Benchmark、AS SSD Benchmark、Anvil's Storage Benchmark以及PCMark 7。
CrystalDiskMark是一款来自日本开发者开发的硬盘测试工具,简单易用,可以测试1MB和512KB文件大小的连续读写速度、4KB随机读写速度和32位队列深度下的4KB随机读写速度。CrystalDiskMark软件测试涉及LBA寻址空间不超过4GB,默认为1GB文件测试五次取最佳值。
CrystalDiskMark测试结果
AS SSD Benchmark是一款来自德国的SSD专用测试软件,可以测试连续读写、4KB随机读写和响应时间的表现,并给出一个综合评分。同时该软件还自带一个Compression Benchmark项目,是针对支持数据压缩主控设计的,它可以给出一个曲线,描述随着数据模型中可压缩数据占有率(压缩比)的增高,性能的变换情况。
AS SSD测试总分1119
ATTO Disk Benchmark是一款简单易用的速率检测软件,可以用来检测硬盘,U盘,存储卡及其它可移动磁盘的读取及写入速率,该软件使用了不同大小的数据测试包,数据包按0.5K,1.0K,2.0K直到到8192.0KB进行分别读写测试,测试完成后数据用柱状图的形式表达出来,可以很好地说明SSD在不同文件大小长度下速度的表现。
ATTO测试成绩
Anvil's Storage Utilities是一个专门为SSD测试而设计的软件,它正在迅速成为最新的事实上的硬盘和固态硬盘标准检测程序之一,因为它提供了很大的可定制性。应用户要求,这项标准检测程序已经被添加到ServeTheHome的测试程序中。它提供类似 AS SSD Benchmark 测试结果汇总得分功能。
Anvil得分5079
PCMark方面我们依然选择首先使用PCMark 7,毕竟这依然是目前流行的整机性能测试软件,它采用脚本测试的方式模拟实际使用情况,并且存储部分针对SSD的应用做了一些多任务测试,但是不会需要很高的队列深度,对SSD不会造成太大的负载,主要基于随机读写操作,能够更加准确地表现我们系统实际应用时的效能。
PCMark7得分5579
三星845DC PRO 800GB的峰值性能还是比较出众的,空盘状态下,4KB QD32下的随机读写性能可以达到377MB/s和339MB/s,PCMark 7的得分为5579,这些指标都比845DC EVO略高一筹。
模拟轻负载数据库应用环境测试
模拟轻负载数据库应用环境的测试,数据库的特点是压缩率超高,经常可以压缩到原先10%左右的体积。在Anvil's Storage Utilities中给出的典型值为8%。测试中,我们使用8KB数据长度,设置4GB数据范围,然后我们测试QD1~QD16的队列深度,记录带宽和延迟。
除了和840DC EVO 480GB对比之外,还使用了消费级的840 EVO 250GB做对比,由于后者带有TurboWrite技术,同时作为消费级定位追求峰值效能表现,因此在单纯的写入速度方面甚至比两款845DC都更快。
845DC的优势依然体现在混合随机读写测试下,而这更加符合数据中心的应用环境,包括平均延迟和最大延迟,都是消费级定位的SSD所无法比拟的。值得注意的是在随机混合读写的测试中,845DC EVO的最大延迟反而是最为优秀的。
性能持久性带宽延迟测试和总结
我们使用IOMeter软件,首先在全部可用空间下写入测试样本文件,然后进行30个1分钟的4KB QD32的随机写入测试,并全部使用Pseudo Random数据样本,通过记录每分钟的成绩绘制成曲线图,观察SSD的性能趋势,带宽以及延迟变化。
通过与三星840 PRO和840 EVO这种消费级SSD对比,作为针对数据中心写入密集型应用环境设计的845DC PRO系列,由于设置了大量的OP,在30分钟全盘4KB QD32随机写入测试完成之后,依然有183.4MB/s的传输速度,大幅领先845DC EVO系列,更远超消费级产品。
在写入延迟方面也同样有较大的优势。在长达30分的4KB QD32随机写入测试中,845DC PRO的平均延迟均低于1ms左右,比845DC EVO更低。但值得注意的是,最大延迟方面845DC PRO略高于845DC EVO,并且还出现了瞬间达到200ms以上的情况。
三星845DC PRO 800GB
总结:随着数据中心对存储需求的不断细分,DC SSD市场的发展速度也非常迅猛,在这个市场中,能够占据优势的只有那些在产业链端拥有垂直整合能力的供应商,英特尔如此,美光如此,三星更是如此,845DC PRO的推出是针对数据中心应用中写入密集型的工作环境设计的,因此它拥有5年每天10次全盘写入的寿命,同时超长的性能持久性以及更低的平均延迟,无疑都为这种应用环境提供了最佳的解决方案。
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