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速度角逐最强音 4款企业级SSD性能横评

  【IT168 评测】伴随着大数据以及云时代的来临,人们对于各种数据的应用需求也日渐增高,这就使得各级别数据中心以及IDC机房对于数据安全的要求也逐渐提高,尤其是中小企业的自建服务器机房,更是蓬勃发展;在这样的环境下,企业级存储的安全以及速度问题更加受到了数据中心管理者的关注。

  相比于个人消费市场的激烈竞争,企业级用户巨大的需求量和快速的更新频率使得SSD市场迎来了新的春天。各个厂商也发现了这个市场潜力巨大的蓝海,纷纷推出了面向企业级市场的硬盘。

  回首最近六年的存储市场,SSD无疑经过了性能和容量双重爆发的时代,传输速度从不到200MB/s飙升超过500MB/s,容量也从32GB、64GB增长到现在主流的240GB、480GB,甚至达到1TB。SSD市场的快速成长带动了消费者的需求,不过相对于消费级固态硬盘而言,企业级高容量固态硬盘的开发也并没有想象得那么简单,特别是在控制器端,写入寿命、无故障时间、稳定的IOPS(每秒I/O操作频度)等都对企业级固态存储提出了更高的要求。因此从一开始,两者的设计理念就有根本性的不同。除了性能外,企业级用户更看重SSD的稳定性、耐用性及可靠性等特性。

速度角逐最强音 4款企业级SSD性能横评

  何为企业级SSD?

  不同应用领域的SSD的性能有很大的变化。例如为企业应用设计的SSD可以提供48K/22K(随机读/写)以上的IOPS,并且具有不到5ms的平均响应时间。相反为消费类SSD可能只有38K/2.7K(随机读/写)IOPS以及超过20ms的平均响应时间。

  另一方面,企业级固态硬盘必须能够处理企业级超大工作量,而不是消费者级、单用户的单一简单。它必须24小时不停循环工作、能够常年累月处理写数据增强型和可变工作量的快速企业级硬盘的性能。这就要求企业级SSD在耐用性、可靠性方面的要求都要远高于消费级SSD。为了实现这个目标,企业级SSD除了采用写寿命更长,写入性能更好的SLC或采用经过精挑细选的eMLC外,厂商们还采用多种技术来提高SSD的寿命,如进行新的耐用性标准(JEDEC固态技术学会发布的JEDEC JESD218A和JESD219)的测试,使其在耐用性、平均无故障时间与传统的磁盘相当。

  目前SSD已经涉足于企业级应用,像英特尔、三星、OCZ等早已推出企业级SSD产品,而EMC、IBM、NetApp等厂商也竞相将企业级SSD推广到企业级存储产品中,唯恐落后。不过,不同用户购买所考虑的首要因素不同,有人考虑价格、有人考虑品牌、也有人考虑性能。那么,就让我们赶在您入手企业级固态硬盘之前,一起来聊一聊下面这4款各具特色的SSD。

  金士顿E100 200G:主打耐用

  在企业级SSD市场上,金士顿虽然并不像Intel、OCZ那样呼风唤雨、备受关注,但旗下产品同样非常丰富。其陆续推出了3大针对企业的SSD系列,分别为E系列、V系列和KC系列。本次横评所选择的即是E 100系列企业级SSD。

主打耐用 金士顿E100 200G固态硬盘测评

  ▲金士顿E100系列SSD

  金士顿E100企业级SSD的主要设计思路是耐用性和可靠性,相对于普通SSD的3K程序擦除周期,E100则拥有30K程序擦除周期,耐用性比一般SSD高10倍,非常适合运行数据库等企业级应用。

  金士顿SSDNow E100系列企业级SSD共有100、200和400GB三种容量,采用7mm盘型设计。其选用的主控制器为企业级专用的SandForce SF2582,此外,其内置的DuraWrite技术可实现非常好的读/写性能和耐用性,RAISE具有高级错误修复功能。E100的电源中断支持使用 Tantalum电容器,因此可在电源中断期间执行和/或放弃现有写入操作,以防止任何数据丢失。电容器可在温度高达 85 度时充电(其他公司则使用可在温度达到75度时充电的 SuperCaps)。此外,硬盘会在意外断电时正常关闭。

  由于读/写性能延迟通常与大数据集有关,E100有助于解决服务器中的IO延迟瓶颈。其可利用现有硬件架构来增加所支持的虚拟系统数量,进而实现更大规模的企业虚拟化项目。

  MLC vs. TLC

  目前市面上的固态硬盘所采用的闪存芯片主要有MLC(Multi-Level Cell)和TLC(Trinary-Level Cell)两种。不过,金士顿的SSD产品全部采用MLC闪存芯片,皆在提供更为长久可靠的使用体验。

主打耐用 金士顿E100 200G固态硬盘测评

▲MLC和TLC特性比较

  MLC(Multi-Level Cell)

  MLC采用双层设计,即每1个单元同一时间存储2个bit的数据,成本、速率和容量得到了非常好的平衡。P/E(闪存颗粒存储次数)约3K~30K(例如Kingston E100系列采用eMLC颗粒,P/E为30K)。有4种存储状态,分别是00、01、10、11。

  TLC(Triple Level Cell)

  TLC从成本考虑,采用了三层设计,即每1个单元同一时间存储3位数据。其特点是存储密度高,相同存储空间的制造成本更低,但代价是相对较低的写入速度和较差的耐久力。TLC芯片的P/E(闪存颗粒存储次数)约为500~1K,有8种存储状态,分别是000、001、010、100、011、101、110、111。

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  ▲采用 MLC 的优势

  TLC之所以比MLC寿命低,是因为TLC的存储状态更多,进行数据读写时对存储单元消耗更大。举例来讲,相同主控芯片情况下,使用主流的2xnm闪存芯片,拥有3K P/E的MLC芯片是500 P/E的TLC芯片寿命的6倍!随着芯片纳米制程的提高,闪存芯片的存储寿命也在降低,这样一来,为了保证SSD的使用寿命,更加有必要采用MLC芯片做为存储。

  金士顿E100 200G SSD读写性能测试

 主打耐用 金士顿E100 200G固态硬盘测评

  下面我们就进入正式的实测阶段。本次送测的E100系列的具体型号为Kingston SE100S37/200G, 容量200G,以下简称金士顿E100。

  测试平台与软件

  测试固态硬盘对于平台软硬件并无特殊要求,具体测试项目如下:

  ATTO Disk Benchmark:这是一款简单易用的磁盘传输速率检测软件。它采用分级测试模式,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分别进行读写测试,测试完成后数据用柱状图的形式表达出来,让测试结果更加精准可靠。能够很好的说明文件大小比例不同时对磁盘读取、写入速度的影响。

  AS SSD Benchmark:一款来自德国的SSD专用测试软件,可以测试出固态硬盘的连续读写、4K对齐、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,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。通过AS SSD Benchmark的全方位实测,可以很全面的了解一款SSD的性能。

  首先我们采用AS SSD Benchmark来进行测试。AS SSD Benchmark是专门针对SSD的测试软件,具备自己的评分系统,测试SSD比较常用。

  主打耐用 金士顿E100 200G固态硬盘测评

  ▲金士顿E100的读写性能突出

  主打耐用 金士顿E100 200G固态硬盘测评

  ▲金士顿E100读写IOPS测试结果

  通过测试可以看出,金士顿E100的读取与写入速度相当给力,读取达到了511.63MB/s,写入达到225.53MB/s,而且IOPS的成绩也与官方提供的数据吻合。

  接下来我们用Atto Disk Benchmark来进行测试。Atto Disk Benchmark是一款用来测试硬盘性能的工具,主要用来测试磁盘的最大吞吐量性能,可以设置写入文件块的大小和数据总量。这项测试也能比较准确说明持续传输率。

  主打耐用 金士顿E100 200G固态硬盘测评

  ▲Atto Disk Benchmark测试结果

  在Atto Disk Benchmark测试下,金士顿E100的写入表现更为卓越,读取速度为444.59MB/s,写入速度则高达519.04MB/s。

  三星845DC EVO 960G:迈向企业新蓝海

  对于互联网用户来说,无论是国外的FaceBook、Google还是国内的百度、腾讯都开始用固态硬盘替代传统的机械硬盘,由此也可以看出这个市场潜力的巨大。三星面向企业级应用的SSD产品一向口碑不错,本次横评中选测的型号为845DC EVO,容量960GB。

发力数据中心 三星845EVO固态硬盘测试

  ▲三星845DC EVO固态硬盘

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  ▲硬盘背面,容量为960GB

  从上图即可看出,这款SSD造型不错,体积很轻,作为企业级的设备来说只要坚固耐用就好,比不了个人消费产品强调工艺和外观。

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  ▲拆开之后的三星845DC EVO固态硬盘

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

▲主控芯片

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  ▲存储芯片

  值得一提的是,三星845DC EVO固态硬盘使用的是TLC芯片,但是在三星的官方宣传中,三星845DC EVO固态硬盘连续读取速度可以达到530MB/s,而随机读取可以达到87000 IOPS。我们将会在下面的测试中考察这些数据。

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  ▲官方软件测试数据

  我们首先使用了三星的官方软件测试了一下这款硬盘。值得一提的是,目前三星官方能够下载的版本还是4.4版本,对于845DC EVO这样的新产品来说大家还是应该用最新的软件才好。不过从测试的数据来看,读取IO速度接近87000IOps,最大吞吐量读取速度也达到了558MB/s,与官方的数据基本一致。

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  ATTO是很老的软件了,但是对于测试闪存介质的产品依然有效。从测试结果来看,三星845DC EVO固态硬盘的读取速度最大达到了537MB/s,写入速度大约为460MB/s,成绩相当亮眼。

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  在AS SSD的测试中,三星845DC EVO固态硬盘的IO读写速度与上面的项目相似,不过在吞吐量的成绩上略有下降。

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

发力数据中心 三星845DC EVO固态盘测试

  最后出场的是IOMeter测试,对于硬盘测试来说这个软件可以说是非常的权威。我们发现在IO的测试中,实际上三星845DC EVO固态硬盘的表现比官方的成绩要好很多,最大的IO读取成绩可以达到11万IOps。

  闪迪CloudSpeed Eco 960G:入门之选 贵在性价比

  2013年7月中旬,一直是消费级存储市场霸主的闪迪(SanDisk)公司宣布收购Smart Storage Systems,后者是开发企业级SATA和SAS SSD的厂商,开始正式发力企业级市场。Smart Storage Systems的加入为闪迪带来了第一条SATA SSD产品线并扩展了其SAS SSD产品线,从而弥补了以前基于Pliant的技术。对于销售额高达16亿美元的企业级SSD这块蛋糕,闪迪自然不会轻易放过。

  SMART Storage原有的两款SSD,分别为1000与1000E——E代表Endurance,使用寿命之意——二者均采用19纳米NAND芯片。

  收购之后,SanDisk便开始着手推动其CloudSpeed SATA SSD产品线,并在略微提升随时读取速度、下调随机写入速度的同时,稍稍降低了其连续读取与写入速度。

  目前,CloudSpeed产品线共有四款产品,它们分别是:Extreme终极版、Ultra超级版、Ascend提升版以及Eco经济版。排名由前向后在速度与耐用性方面依次下降。

  ▲闪迪CloudSpeed Eco固态硬盘

  本次横评中,闪迪送测的版本为——容量为960GB 的CloudSpeed Eco经济版。从适用环境角度看,终极版面向写入密集型需求、超级版针对读取与写入混合用例,而提升版与经济版则更适合读取密集型环境。

  据闪迪方面介绍,CloudSpeed Eco经济版属于入门级SATA SSD,专为企业、超大规模和云计算环境中的读取密集型应用程序工作负载而特别设计,主要用于与网页服务器、网页 2.0 内容存储库、照片分享、媒体流、视频点播 (VOD) 和云计算相关的读取密集型应用程序工作负载。

  而CloudSpeed Extreme终极版则是专为高耐久性数据中心写入密集型应用程序工作负载而设计。

  ▲闪迪CloudSpeed Eco固态硬盘详细参数

  这两款产品都配备了6Gbps SATA接口,5年质保期和AES 256位加密技术。虽然闪迪企业级SSD产品的单位TB价格并不是整个行业里最低的,但是从5年使用寿命的角度来看,CloudSpeed系列在性价比上还是颇具优势。

  闪迪CloudSpeed Eco 960G读写性能测试

  下面我们就进入正式的实测阶段。

  ▲闪迪CloudSpeed Eco 960G内部设计

  CloudSpeed Eco采用19纳米cMLC NAND技术, 主控制器则使用了目前性能可位列前三甲的Marvell 9189主控芯片

  测试平台:

  在本次测试中,我们所采用的阵列卡为LSI 9211-4i SAS/SATA 6.0Gb/s HBA。在闪迪的官方介绍中,这款产品的随机读取性能80000 IOPS,随机写入性能14000 IOPS,连续读取速度450MB/s,连续写入400MB/s。我们下面将使用更多的软件验证性能。

  测试软件:

  ATTO Disk Benchmark:这是一款简单易用的磁盘传输速率检测软件。它采用分级测试模式,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分别进行读写测试,测试完成后数据用柱状图的形式表达出来,让测试结果更加精准可靠。能够很好的说明文件大小比例不同时对磁盘读取、写入速度的影响。

迈向企业蓝海 三星845DC EVO固态盘评测

  ▲Atto Disk Benchmark测试结果

  ATTO的软件主要用来测试磁盘的最大吞吐量性能,从软件来看读取最大速度约为387MB/s,写入速度约为471MB/s。

  AS SSD Benchmark:这是一款SSD固态硬盘传输速度测速工具,此软件可以测出固态硬盘持续读写等的性能。

  ▲在AS SSD Benchmark下,CloudSpeed Eco的读写成绩

  AS SSD的成绩相比之前的测试在吞吐量上略好一些,读写吞吐量都可以达到400MB/s以上,而IOPS成绩也与官方提供的数据吻合。

  英特尔DC S3500:专为云数据中心而生

瞄向数据中心 英特尔DC S3500硬盘评测

  这是英特尔最新一款面向数据中心的固态盘,型号为为DC S3500,其中DC就是代表DataCentre的意思。其实在此之前英特尔曾推出过一款型号为DC S3700的产品,而两者最大的不同就是读写的侧重点。

瞄向数据中心 英特尔DC S3500硬盘评测

  就规格来说,DC S3500首先在容量上就获得了突破,涵盖了80-800GB的容量区间,共有9款产品供客户选择。本次我们收到的送测产品是480GB的版本,官方显示它的读写IOps分别为75000和11000,吞吐量分别为500MB/s和410MB/s,传输速率为6Gbps。从这些数据来看,DC S3500显然是偏向读取应用而生。

  英特尔的新一代固态盘DC系列专为数据中心应用环境而设计,可打破数据中心固态盘面临的各个方面的限制——其快速、一致的性能,强大的数据保护功能和高耐用性,能够帮助IT专业人员落实其要求最为严苛的技术规划。

  下面我们将介绍一下DC S3500固态盘的性能。在此之前我不得不说,我们在测试初期曾采用英特尔C606主板作为测试平台,但其测试结果不容乐观,虽然C606平台也号称支持SATA 6Gbps。最终我们不得不采用消费级的Z77芯片组,获得了尚可的成绩。

瞄向数据中心 英特尔DC S3500硬盘评测

  还要多说有一句——英特尔提供了固态盘的专用工具ToolBox,负责管理固态硬盘的状态,当然最重要的功能还是擦除硬盘。在测试SSD之前,擦除硬盘可以获得最理想的测试结果。不过需要注意的是,新款SSD在第一次擦除的时候需要人工断电,而这个过程中可能会遇到不能识别的情况,需要多试几次才行。

瞄向数据中心 英特尔DC S3500硬盘评测

  最先放出的是HDTach RW的结果,这款软件的部分版本是可以在Win7下运行的。测试结果显示DC S3500的读取性能达到435MB/s,写入速度达到208MB/s,读取的成绩还算可以接受。

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  ATTO是常用的FLASH介质测试软件,对于闪存的测试较为准确。这里的结果显示读取性能大约为400MB/s,写入速度为480MB/s,还算是不错。

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  AS SSD测试中,读取性能达到460MB/s,写入速度达到440MB/s,读取IOps达到76000IOps,写入速度达到60000IOps(按照官方给出的数据,这个写入IOps值得商榷)。

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  CrystalDiskInfo测试和还是表现磁盘的读写吞吐量,测试结果中读取速度为410MB/s,写入速度为460MB/s。这个测试跟我们之前的软件结果差别不大

瞄向数据中心 英特尔DC S3500硬盘评测

  IOMeter测试因为耗时较长,读写频繁,也被认为是较为准确的一项测试。在这个测试中,读取性能约为480MB/s,写入速度约为410MB/s,与官方给出的结果最为接近。

  四大产品横评:稳定决定成败 容量不代表一切

四大产品横评:容量不代表一切

  ▲基本参数对比

  ATTO数据读写速度对比

  横评如同考试,对比总有高低排名,下面我们将就两款测试软件的成绩进行性能对比:

  ATTO Disk Benchmark是一款优秀且免费的磁盘基准测试软件,支持对稳定性/突发性传输速率进行读写测试,适用于常规硬盘、RAID、USB闪存盘、移动存储卡等产品的读写性能测试。

  

  ▲ATTO数据读写速度对比

  ATTO属于压缩数据测试软件,一款SSD的数据处理属性,是由它的主控所决定。例如上图的三星845DC EVO固态硬盘,其读取速度最大达到了537MB/s。

  三星845DC EVO为何能取得如此突出的读取成绩?其实它成功的最主要原因就是——MEX三核主控。

  说起三星S4、Note手机,网友们如数家珍。殊路同归,这些手机的处理器和SSD主控一脉相承。四核、八核处理器在手机方兴未艾,三星将多核技术应用在SSD主控,历经27nm、21nm、19nm三个阶段,将SSD做得风生水起,夺下市场占有率第一的宝座。

  为了弥补闪存在制造工艺提高,同时带来的性能下降,三星在成熟的MDX主控方案进一步改良,制造MEX主控。它内建三个ARM Cortex-R4核心,其工作频率从上代主控的300MHz提升至400MHz。

  三星MEX主控特性:

  1、改善10nm级闪存的性能衰退特性,增强性能;

  2、缓存从上代的512MB提高到1GB,增强稳定/可靠性;

  3、优化算法,支持独特的TurboWrite缓存技术。

  另外,金士顿E100和英特尔DC S3500表现也非常抢眼,均衡、高速的读写能力虽然有差距,但咬的很紧。

  AS SSD读写速度对比

  

  ▲AS SSD数据读写速度对比

  AS SSD Benchmark是一个专门为SSD测试而设计的标准检测程序,因为它提供了很大的可定制性。它的成绩显示可以分为两种,一种是MB/秒的形式,另一种是IOPS形式。本次测试主要使用这款软件的MB/秒顺序读写功能。

  从上图可以看出,金士顿送测的SSD虽然容量最小,但它在两款软件测试下的读取速度都是可圈可点。不过,SSD采用并行通道,大容量的通道更多,因此不同容量的SSD,其写入速度的差距会比较明显。

  评测总结:

  经过本次测试我们发现,对于硬盘这类产品,特别是SSD固态硬盘来说,众多的软件一齐上阵测试的结果就是让人眼花缭乱,就好比你同时看许多的钟表就不知道当前的时间一样。

  从两款测试软件的综合成绩来看,三星845DC EVO的性能表现在四大SSD中最为突出。如果我们以官方数据作为参考的话就会发现,845DC EVO在许多项目,特别是IOPS测试中的成绩都要好于官方成绩。另外,考虑到它采用的是TLC介质,这个表现就更令人惊艳了。845DC EVO 960GB版的质保长达5年,作为企业级SSD,相对于读写速度而言,质量和稳定性才是首位的。

  英特尔DC S3500在综合读取性能上和三星845DC EVO旗鼓相当,但其ATTO测试成绩略落后于845DC EVO。在整个评测过程中,英特尔DC S3500固态盘遇到了一些小问题,也进行了多次的测试,但DC S3500在读取性能方面有着独特的优势,因此,在对读取性能有着高要求的服务器应用中,它可以是我们的选择。作为企业级应用的产品来说,速度仅仅是一方面的优势,毕竟目前SATA 6Gbps接口的产品差别并不大,更重要的还是在于持久的应用与特定的业务需求。

  虽然容量仅有200GB,但金士顿SSDNow E100结合了出色的耐用度与可靠性,同时还有较高的IOPS。在AS SSD测试中,由于是小容量版本,写入性能不足的问题较为明显。从应用的角度来看,E100 企业级SSD相对更适合需要全天候运行的数据中心等关键任务环境,如必须24小时不断运转的数据库。

  新锐闪迪CloudSpeed Eco 960G固态硬盘在性能上的表现中规中矩。但对于入门级企业用户来说,这款SSD针对读取密集型应用程序工作负载进行了优化,能够提供可预期的高性能、出色的可靠性和低功耗,同时也符合云环境和数据中心环境要求,成熟的技术和相对较高的性价比是其最大的优势。纵观整个测试过程来看,两款测试软件的结果误差全都保持在50MB/S以内,这个成绩还是相当令人满意的,说明其稳定性足以在企业级应用中为我们的数据和运行提供强有力的保证。

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