在應(yīng)用層大量部署X25-Es SSD

因此,很多IT管理者都傾向于為應(yīng)用程序選擇基于SLC的驅(qū)動(dòng)器,數(shù)據(jù)安全和速度是最重要的考慮。

然而,SLC也存在幾個(gè)問題。首先, SLC在一個(gè)存儲(chǔ)單元僅貯存一個(gè)bit數(shù)據(jù),MLC在一個(gè)存儲(chǔ)單元貯存二個(gè)甚至多個(gè)bit數(shù)據(jù)。你可以看到,多層單元技術(shù)更適合于很多現(xiàn)在具有較高容量的 固態(tài)硬盤。相比之下,英特爾的X25-E,最高端容量?jī)H為64GB。另一個(gè)是價(jià)格問題,相同的64GB旗艦版售價(jià)高達(dá)800美元,相當(dāng)于每千兆字節(jié)存儲(chǔ)價(jià) 格為12美元以上。

顯然,如果制造商能夠想辦法在不影響企業(yè)數(shù)據(jù)完整性的前提下,發(fā)揮MLC NAND的優(yōu)勢(shì),那么企業(yè)自然會(huì)摒棄較大的SSD,或者將它們作為分層存儲(chǔ)子系統(tǒng)的緩存設(shè)備使用。

英特爾肯定也是這么想的,該公司完全停止了X25-E的生產(chǎn),轉(zhuǎn)向新的SSD 710,這昭示著從昂貴的SLC到MLC閃存的轉(zhuǎn)型。

英特爾企業(yè)級(jí)存儲(chǔ):HET MLC取代SLC

英特爾的新數(shù)據(jù)中心驅(qū)動(dòng)器采用了MLC閃存技術(shù),該公司稱它帶來了與主流SSD 320完全不同的體驗(yàn)。 Intel新的企業(yè)級(jí)SSD中的NAND被稱為“高耐久性技術(shù)(HET)MLC”, 它平衡了MLC的容量?jī)?yōu)勢(shì)和SLC閃存的寫入性能。

從SLC轉(zhuǎn)移到MLC必然會(huì)造成一些問題。從大方向來看,這是值得的。根據(jù)iSuppli的數(shù)據(jù)顯示,當(dāng)你將SLC生產(chǎn)的技術(shù)障礙和規(guī)模經(jīng)濟(jì)的因素結(jié)合來看時(shí),SLC NAND的價(jià)格溢價(jià)要比MLC高出四倍?;贛LC的驅(qū)動(dòng)器對(duì)于資金緊張的中小企業(yè)或者大型數(shù)據(jù)中心來說,更加物美價(jià)廉。

讓我們看看每GB的價(jià)格差異,X25-E剛開始推出時(shí)售價(jià)為平均每GB14美元。兩年多以后,也就是英特爾公司宣布停止生產(chǎn)X25-E后,售價(jià)下降到約每Gb 11美元,這仍然比新的SSD 710的價(jià)格高出40%。然而,這還不僅僅是關(guān)于價(jià)格的問題。

英特爾企業(yè)級(jí)存儲(chǔ):HET MLC取代SLC

消費(fèi)者導(dǎo)向的固態(tài)硬盤仍然在每GB 2美元附近徘徊,因此,售價(jià)為每GB 6.5美元的基于MLC的固態(tài)硬盤應(yīng)該還是會(huì)讓消費(fèi)者有些顧慮。但是,Intel SSD 710產(chǎn)品中的HET MLC聲稱能夠提供比廉價(jià)消費(fèi)者級(jí)MLC高出30倍的寫入次數(shù)。如果我們假設(shè)25 nm MLC NAND的壽命為3000次P/E,HET MLC可以達(dá)到90000次。對(duì)于那些現(xiàn)在買不到X25-E而只能選擇SSD 710的IT經(jīng)理來說,MLC能夠提供向SLC那樣的寫入次數(shù)無疑讓他們歡欣鼓舞。與此同時(shí),大幅下跌的每GB價(jià)格也將吸引那些因?yàn)橘I不起SLC閃存而使用磁性存儲(chǔ)的企業(yè)。

剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比

雖然在技術(shù)上來看,這是一個(gè)全新的 SSD系列產(chǎn)品,但SSD 710的一切都讓人感覺熟悉。事實(shí)上,這款面向企業(yè)的驅(qū)動(dòng)器與面向消費(fèi)者的SSD 320如出一轍。兩者都采用了基于Intel的PC29AS21BA0控制器10通道架構(gòu)。當(dāng)然,不同之處在于710固態(tài)硬盤采用了HET MLC,這個(gè)技術(shù)主要提高了寫入速度。除了控制器和NAND,SSD 320和710都能夠進(jìn)行AES-128加密,并通過使用板上電容在停電期間保護(hù)數(shù)據(jù)。

剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比

將300 GB SSD 320和200 GB SSD 710擺在一起,很難分辨。

剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比
剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比

與我們實(shí)驗(yàn)室的300 GB SSD 320一樣,200 GB SSD 710擁有20個(gè)NAND封裝,每一個(gè)能為驅(qū)動(dòng)器增加16GB容量。雖然每個(gè)SSD的PCB從外觀上看上去相同,但是該公司的企業(yè)級(jí)產(chǎn)品提供40%的超量 供給,這是我們看過所有產(chǎn)品中最高的數(shù)額。這對(duì)于企業(yè)環(huán)境而言是非常重要的因素,因?yàn)樵黾拥某抗艚档土藢懭敕糯螅@也會(huì)對(duì)驅(qū)動(dòng)器的耐久性帶來正面影 響。

剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比

40%的超量供給聽起來已經(jīng)非常多了,英特爾建議寫入密集型應(yīng)用程序部署更多的超量供給。如果給驅(qū)動(dòng)器的NAND閃存預(yù)留額外20%供給,寫入次數(shù)將額外增加50%左右。HET MLC和大量超量攻擊讓SSD 710的耐用性比消費(fèi)者級(jí)SSD 320高出33倍。

剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比

雖然你可以使用一個(gè)公式來計(jì)算企業(yè)級(jí)和消費(fèi)者級(jí)固態(tài)硬盤的耐用性,但是這兩種類型采用不同的規(guī)格。在所有可用P/E用盡后,消費(fèi)者級(jí)固態(tài)硬盤(例如 320)NAND單元能夠保留數(shù)據(jù)達(dá)12個(gè)月之久,而企業(yè)級(jí)固態(tài)硬盤(例如710),只能夠保留數(shù)據(jù)三個(gè)月,這是完全正常的,在企業(yè)存儲(chǔ)世界,替換故障驅(qū)動(dòng)器通常發(fā)生在幾個(gè)小時(shí)之內(nèi),所以長(zhǎng)時(shí)間的數(shù)據(jù)保留并沒有必要。

剖析SSD 710:新舊功能對(duì)比

HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?

HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?
HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?

SSD 320: MLC HET MLC

現(xiàn)在是時(shí)候?qū)Ω吣途眯约夹g(shù)MLC挑挑毛病了,畢竟這是相當(dāng)新的技術(shù),而且老實(shí)說,存在一些混淆。據(jù)英特爾表示,HET提供向SLC一樣的寫入性能,這是從兩種方式來實(shí)現(xiàn)的:

1. 裸片篩選(Die-screening)消費(fèi)者級(jí)MLC,提高耐用性

2. 增加頁編程周期(tProg)

碰巧的是,這剛好是eMLC的兩個(gè)特征。換句話說,HET只不過是一個(gè)營(yíng)銷術(shù)語。在技術(shù)層面上,Micron公司告訴我們裸片篩選(從晶圓中篩選出 最好的裸片)可以提高兩倍寫入次數(shù)。但是,該公司聲稱eMLC耐用性是消費(fèi)級(jí)MLC的六倍。另外的性能增加來自增加頁面編程周期,可能增加兩到三倍的耐用 性。

HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?

雖然裸片篩選似乎是在不影響性能的前提下篩選最佳閃存的一種簡(jiǎn)單方法(成本也會(huì)增加),但是增加頁面編程的時(shí)間聽起來似乎并不那么好。原因在于MLC和SLCNAND之間的差異。

HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?

單層單元閃存每個(gè)單元存儲(chǔ)一個(gè)bit數(shù)據(jù),這是一個(gè)二進(jìn)制單位系統(tǒng),要么是0,要么是1。MLC內(nèi)存每個(gè)單元最多可以存儲(chǔ)兩個(gè)bit,所以你要考慮四種狀態(tài)來代表所有可能的組合。雖然在紙面上看起來整齊劃一,但是增加的存儲(chǔ)密度會(huì)增加成本。

HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?

閃存只有這么多的電壓容差,你不能簡(jiǎn)單地將電壓乘以規(guī)模。相反的,每個(gè)狀態(tài)之間你需要更多的靈敏性,這意味著更多的編程來操控存儲(chǔ)在浮柵中的非常精準(zhǔn)的電荷量。MLC和SLC內(nèi)存操作類似,然而,MLC在電荷安置和電荷感應(yīng)方面需要更多精準(zhǔn)度。

隨著時(shí)間的推移,P/E被慢慢地消耗,決定每個(gè)單元的值的讀取空間開始“萎縮”,由于:

• 閃存單元氧化降解造成的電荷損失

• 不穩(wěn)定變成步驟造成的過度編程

• 大量讀取或?qū)懭朐斐傻膶?duì)相鄰擦除單元的編程

因此,隨著時(shí)間的推移,驅(qū)動(dòng)器會(huì)面臨數(shù)據(jù)保存問題和讀取相關(guān)的錯(cuò)誤。對(duì)于SLC驅(qū)動(dòng)器,并不會(huì)有這些問題,因?yàn)樗鼈冎挥幸粋€(gè)參考點(diǎn)。而MLC內(nèi)存是完全不同的,這也是為什么增加頁面編程周期會(huì)對(duì)耐用性帶來明顯影響的原因。

從本質(zhì)上來講,需要花更多的時(shí)間用于向內(nèi)存單元發(fā)送更精確的電荷,這增加了在較小窗口內(nèi)寫入到一個(gè)單元的可能性,從而制造了更大的參考點(diǎn),擴(kuò)展了每個(gè)單元可以承受的磨損量。最終的結(jié)果是在犧牲較少性能的情況下,保證了更高的耐用性。

HET MLC:超級(jí)MLC還是SLC精簡(jiǎn)版?

HET MLC:耐用性到底是什么樣?

英特爾公司不會(huì)告訴我們其25nm HET MLC到底能夠承受多少P/E周期。然而,我們可以使用英特爾最新固態(tài)硬盤中的S.M.A.R.T值來計(jì)算這個(gè)數(shù)字。

HET MLC:耐用性到底是什么樣?

在所有固態(tài)硬盤上,磁盤磨損指數(shù)(MWI)是一個(gè)S.M.A.R.T.值(E9),它告訴你使用了多少P/E,從100到1,就像汽車的累計(jì)里程表。不過,使用這個(gè)數(shù)值需要幾個(gè)月的測(cè)試才能得出結(jié)果,因?yàn)樗菑?00到1來顯示。

相比之下,英特爾的工作量計(jì)數(shù)機(jī)則像是汽車上的小計(jì)里程表,因?yàn)樗饬恳欢螘r(shí)間內(nèi)的耐用性。這個(gè)數(shù)值更加好用,因?yàn)樗峁┝岁P(guān)于磨損更精細(xì)的信息, 這樣就很容易計(jì)算一天內(nèi)的耐用性。然而,這些工作量計(jì)數(shù)機(jī)是在驅(qū)動(dòng)器已經(jīng)使用60分鐘或者更長(zhǎng)時(shí)間后,才開始產(chǎn)生的,而在實(shí)際操作中,一個(gè)小時(shí)并不足以讓 我們進(jìn)行精確測(cè)量,我們的耐用性值都是基于6小時(shí)的工作量。

HET MLC:耐用性到底是什么樣?

在你插入驅(qū)動(dòng)器時(shí),計(jì)數(shù)器就開始計(jì)數(shù)了,所以如果你想要進(jìn)行測(cè)試,你需要重置計(jì)數(shù)器,你可以通過smartctl發(fā)送0x40指令來實(shí)現(xiàn)。

HET MLC:耐用性到底是什么樣?

如果你使用的是像CrystalDiskInfo這樣的磁盤信息程序,所有S.M.A.R.T.值都是十六進(jìn)制,這意味著你需要將其轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制。E2 非常獨(dú)特,因?yàn)樗俏ㄒ挥行У叫?shù)點(diǎn)后三位數(shù)的,并且它以IEC二進(jìn)制格式保存。因此,在將E2的原始值轉(zhuǎn)換為十進(jìn)制后,你需要除以1024來獲得百分比。

在我們看測(cè)試結(jié)果之前,我們需要涵蓋一點(diǎn)數(shù)學(xué)知識(shí):

• 主機(jī)寫入÷ NAND寫入 = 消耗的P/E周期÷ 總P/E周期

• 使用的P/E 周期 ÷ 總P/E周期 = 磁盤磨損指數(shù)(100到1)

• 100%連續(xù)寫入意味著主機(jī)寫入= NAND寫入 (寫入放大 = 1)

如果我們采用這三個(gè)公式,就可能計(jì)算出SSD 710的寫入次數(shù)(使用SSD 320作為參考點(diǎn))。

HET MLC:耐用性到底是什么樣?

從100%連續(xù)寫入 (寫入放大 = 1)開始,我們看到SSD 710的寫入次數(shù)大約是SSD 320的4倍到5倍,為了更方便理解,我們將其平均為4.5倍。

之前,我們聽到英特爾公司提到其SSD 320產(chǎn)品中的NAND是5000次周期,那么根據(jù)該公司對(duì)eMLC性能的描述,SSD 710應(yīng)該為20000到25000次P/E周期。

我們知道了100%連續(xù)寫入時(shí),磁盤磨損指數(shù)的情況,現(xiàn)在我們可以檢查具有較高隊(duì)列深度的隨機(jī)寫入工作負(fù)載的寫入放大情況。

HET MLC:耐用性到底是什么樣?

有趣的是,SSD 710的寫入放大更高。然而,在相同時(shí)間內(nèi),710可以寫入320兩倍的數(shù)據(jù)。

也許更重要的是,這兩個(gè)驅(qū)動(dòng)器的耐用性值都比英特爾聲稱的值要高,這也顯示了JEDEC規(guī)范往往低估了真實(shí)世界的耐用性。對(duì)于相同的隨機(jī)工作負(fù)載,所有SSD 320的擦寫周期在不到一年內(nèi)將被耗盡,而SSD 710可以繼續(xù)工作三年或更長(zhǎng)時(shí)間。

測(cè)試設(shè)置和固件說明

測(cè)試設(shè)置和固件說明
測(cè)試設(shè)置和固件說明
測(cè)試設(shè)置和固件說明

測(cè)試結(jié)果:Storage Bench v1.0 & PCMark 7

雖然英特爾SSD 710并不是消費(fèi)者級(jí)驅(qū)動(dòng)器,不過PCMark 7和我們自己的Storage Bench v1.0提供了一種快速的方法來檢查其存儲(chǔ)性能。

測(cè)試結(jié)果:Storage Bench v1.0&PCMark 7

SSD 320和710提供的性能規(guī)格非常接近,所以它們的測(cè)試結(jié)果差異并不是很明顯。710只是落后了一點(diǎn)點(diǎn),我們認(rèn)為這是因?yàn)閑MLC NAND較低隨機(jī)寫入的固有屬性導(dǎo)致的。然而,與Micron的SLC P300相比,英特爾最新企業(yè)級(jí)SSD遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后。

在這個(gè)對(duì)比表中我們還加入了發(fā)燒友級(jí)別的驅(qū)動(dòng)器,但SSD 710并不是發(fā)燒友產(chǎn)品。供應(yīng)商在平衡性能和可靠性方面做得不錯(cuò),而且這個(gè)驅(qū)動(dòng)器更快更便宜,但是從結(jié)果列表來看,并不適用于企業(yè)級(jí)用戶。

測(cè)試結(jié)果:Storage Bench v1.0&PCMark 7

測(cè)試結(jié)果: 4 KB隨機(jī)和128 KB連續(xù)性能

整體衡量標(biāo)準(zhǔn)是信息化的,但是它并沒有對(duì)驅(qū)動(dòng)器的具體性能特定提供足夠的數(shù)據(jù)。這也是為什么需要研究隨機(jī)讀取、隨機(jī)寫入、連續(xù)讀取和連續(xù)寫入的原因。

SSD 710是一個(gè)企業(yè)級(jí)驅(qū)動(dòng)器,這表明它能夠在I/O操作負(fù)荷的情況下處理高密度工作負(fù)載,我們將從隊(duì)列深度1來測(cè)試,以與其他固態(tài)硬盤進(jìn)行基準(zhǔn)性能對(duì)比。

測(cè)試結(jié)果: 4 KB隨機(jī)和128 KB連續(xù)性能

710的隨機(jī)讀取速率與320類似,但同樣的,這并沒有給我們驚喜。

測(cè)試結(jié)果: 4 KB隨機(jī)和128 KB連續(xù)性能

SSD 710的指定隨機(jī)讀取速率比320慢了10倍,不過這只出現(xiàn)在高隊(duì)列深度,當(dāng)我們回到隊(duì)列深度1,SSD 710又與SSD 320差不多。

測(cè)試結(jié)果: 4 KB隨機(jī)和128 KB連續(xù)性能
測(cè)試結(jié)果: 4 KB隨機(jī)和128 KB連續(xù)性能

英特爾的數(shù)據(jù)表也顯示出這個(gè)企業(yè)級(jí)產(chǎn)品和消費(fèi)者級(jí)產(chǎn)品具有幾乎相同的連續(xù)讀取/寫入性能。雖然這僅適用于較高的隊(duì)列深度。在只有一個(gè)主動(dòng)I/O操作時(shí),SSD 710只在連續(xù)讀取中比320高15%,而在連續(xù)寫入中,兩者結(jié)果相同。

與P300相比,SSD 710在連續(xù)讀取和連續(xù)寫入方面,性能都慢了50%。不過,你也要想清楚,Micron驅(qū)動(dòng)器是否值得這個(gè)價(jià)格,對(duì)于200GB驅(qū)動(dòng)器,網(wǎng)上售價(jià)為2000多美元。

測(cè)試結(jié)果:企業(yè)性能

在所有類型的工作負(fù)載中,你都會(huì)看到低活動(dòng)期,即使是在企業(yè)應(yīng)用程序,然而,數(shù)據(jù)中心與計(jì)算機(jī)工作站相比更是如此。

測(cè)試結(jié)果:企業(yè)性能
測(cè)試結(jié)果:企業(yè)性能

在隨機(jī)讀取中,SSD 710的性能與320類似,即使是在較高隊(duì)列深度。

不過,隨機(jī)寫入又是另一回事了。當(dāng)我們移動(dòng)到隊(duì)列深度4時(shí),SSD 710開始領(lǐng)先于320,不過充其量也只是20%到30%的領(lǐng)先。很顯然,這無法與SATA 6Gb/s的固態(tài)硬盤相匹配,畢竟英特爾的專有控制器是3Gb/s設(shè)備。

為什么在隨機(jī)寫入SSD 710會(huì)超越SSD 320呢?在企業(yè)級(jí)應(yīng)用程序中,系統(tǒng)總是寫入隨機(jī)數(shù)據(jù)到整個(gè)LBA空間,而SSD總是空的(考慮驅(qū)動(dòng)器用作緩存)。隨著LBA空間增大,由于控制器需要執(zhí) 行更多磁盤操作(例如垃圾清理)來保持性能,導(dǎo)致隨機(jī)寫入性能下降。相反,消費(fèi)級(jí)驅(qū)動(dòng)器總是充滿持久性數(shù)據(jù)(至少在部分空間),所以只有固定的LBA空間 來測(cè)試性能。然而我們測(cè)試的是相對(duì)性能,LBA測(cè)試空間固定為16GB。

測(cè)試結(jié)果:企業(yè)性能

對(duì)于數(shù)據(jù)庫工作負(fù)載,SSD 710比消費(fèi)級(jí)320提供更好的性能,但是與SATA 6Gb/s固態(tài)硬盤相比,速度仍然相對(duì)較低,這也使可以理解的。當(dāng)我們加入兩個(gè)710時(shí),性能提高了,但并沒有出現(xiàn)線性增長(zhǎng)?;赟LC的固態(tài)硬盤,如 P300,在RAID 0的性能仍然是軟肋。

測(cè)試結(jié)果:企業(yè)性能

文件服務(wù)器處理著更多的讀取工作量,所以710在RAID中表現(xiàn)不錯(cuò),然而,這也是大多數(shù)SATA 6Gb/s固態(tài)硬盤大放異彩的領(lǐng)域。

在最末端結(jié)果尤為明顯,Vertex 3達(dá)到33000 IOPS,這比RAID中的兩個(gè)710還要高出5000IOPS。Vertex在這里并沒有直接可比性,不過與其類似的Vertex 3 Pro完全具有可比性,盡管這個(gè)驅(qū)動(dòng)器還需要在企業(yè)環(huán)境中不斷證明自己。我們?cè)谡{(diào)查數(shù)據(jù)中心時(shí)發(fā)現(xiàn),所有受訪者都是運(yùn)行英特爾驅(qū)動(dòng)器。英特爾無疑是有力的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)者,畢竟他們更側(cè)重與可靠性,而不是速度。

測(cè)試結(jié)果:企業(yè)性能

web服務(wù)器的測(cè)試結(jié)果與前面的文件服務(wù)器工作負(fù)載類似,它由100%的讀取組成,并更側(cè)重于較小的傳輸大小。因此,我們終于看到RAID 0下的兩個(gè)710超越了SLC P300和Vertex。不過,這只發(fā)生在高于16的隊(duì)列深度。在單驅(qū)動(dòng)器配置中,SSD 710只是稍微領(lǐng)先于320.

連續(xù)性能VS傳輸大小

一些企業(yè)級(jí)工作負(fù)載“催生了”了大量的隨機(jī)數(shù)據(jù),例如Exchange信息存儲(chǔ)和在線交易處理。連續(xù)任務(wù)可能包括寫出日志文件或者備份數(shù)據(jù)到磁盤。 不過,無論哪種方式,你都會(huì)看到使用這些應(yīng)用程序要比在桌面環(huán)境產(chǎn)生更多的I/O操作,這也是為什么我們配置ATTO來利用其最大隊(duì)列深度10的原因。

連續(xù)性能VS傳輸大小

在高隊(duì)列深度,RAID在較小傳輸時(shí)提供了更好的性能。每個(gè)頁面請(qǐng)求(8KB)都會(huì)消耗性能,所以使用條帶化(條帶化Striping是把連續(xù)的數(shù)據(jù)分割成相同大小的數(shù)據(jù)塊,把每段數(shù)據(jù)分別寫入到陣列中不同磁盤上的方法)是提高測(cè)試結(jié)果的唯一方法。

連續(xù)性能VS傳輸大小

雖然在讀取操作中,RAID陣列脫穎而出,但在我們寫入測(cè)試中710的領(lǐng)先優(yōu)勢(shì)并不是特別明顯,只是40%更高的性能。在單驅(qū)動(dòng)器配置測(cè)試中,710的測(cè)試結(jié)果仍與320類似。

SandForce的壓縮技術(shù)讓人刮目相看,Vertex 3傳輸大小大于32KB,讓其他固態(tài)硬盤望塵莫及,它也是唯一輕松突破500MB/s障礙的固態(tài)硬盤,雖然它是依賴于ATTO使用可壓縮數(shù)據(jù)(例如日志文件)才實(shí)現(xiàn)這個(gè)成績(jī),如果換為不可壓縮數(shù)據(jù),其他條件不變,吞吐量下降到240MB/s。

性能表現(xiàn)

性能表現(xiàn)

上圖來源于今年的閃存峰會(huì),這次峰會(huì)對(duì)企業(yè)環(huán)境與消費(fèi)者環(huán)境的相關(guān)性有很多假設(shè)。企業(yè)驅(qū)動(dòng)器需要提供全天候服務(wù),在達(dá)到穩(wěn)態(tài)性能后需要進(jìn)行評(píng)估,不能接受停機(jī)時(shí)間,故障的后果是災(zāi)難性的。

當(dāng)驅(qū)動(dòng)器一整天都在運(yùn)行,并且以其穩(wěn)定狀態(tài)運(yùn)行時(shí),性能必須是可接受和可預(yù)見的。如果服務(wù)器的工作負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行,它就沒有時(shí)間進(jìn)行后臺(tái)垃圾清理以將散頁移動(dòng)到單塊、恢復(fù)性能和減少寫入放大。如果驅(qū)動(dòng)器無法應(yīng)付的話,事情會(huì)變得很糟糕。

清理性能

性能表現(xiàn)
性能表現(xiàn)

檢查驅(qū)動(dòng)器隨著時(shí)間推移的運(yùn)行情況并不難。首先,我們只要使用連續(xù)寫入填滿所有用戶可訪問的空間,讓驅(qū)動(dòng)器變得“很臟”。然后,我們將其調(diào)為4KB 隨機(jī)寫入,隊(duì)列深度為32。由于驅(qū)動(dòng)器裝滿了數(shù)據(jù),垃圾清理無法將散頁合并成自由塊。當(dāng)我們?cè)俅伍_始寫入連續(xù)數(shù)據(jù)時(shí),內(nèi)部垃圾清理的影響就顯現(xiàn)出來。

隨機(jī)寫入,20分鐘

性能表現(xiàn)
性能表現(xiàn)

如果驅(qū)動(dòng)器恢復(fù)很快,你就可以肯定有很多內(nèi)部垃圾清理在進(jìn)行。

在我們將SSD 710處理20分鐘的隨機(jī)寫入后,我們開始看到一些差異。320對(duì)于較長(zhǎng)時(shí)間采用了前臺(tái)垃圾清理,而710則是執(zhí)行一次性處理大量垃圾清理。因此,我們看到性能恢復(fù)相對(duì)較快。

這不是唯一的差異。當(dāng)你看320圖表時(shí)會(huì)發(fā)現(xiàn),很明顯在讀取操作期間都會(huì)進(jìn)行垃圾清理。讓我們?cè)俅芜M(jìn)行測(cè)試時(shí),我們對(duì)此進(jìn)行了確認(rèn)。在六小時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)庫配置文件后,我們看到了更高的寫入放大值。

SSD 710并沒有對(duì)讀取進(jìn)行任何垃圾清理,但是由于40%的超量供應(yīng),寫入放大有所下降,從而降低了數(shù)據(jù)重排(以優(yōu)化性能)的數(shù)量。

性能表現(xiàn)

供應(yīng)商聲稱性能可高達(dá)100MB/s左右似乎對(duì)性能過于樂觀。SSD 320在處理20分鐘的4KB 寫入后,仍然保持相當(dāng)不錯(cuò)的桌面型工作負(fù)載,但如果我們保持幾個(gè)小時(shí)這樣的工作負(fù)載,你可能會(huì)看到,隨機(jī)寫入下降到20MB/s。當(dāng)我們將SSD 710處理一個(gè)小時(shí)的隨機(jī)寫入時(shí),它在桌面型硬件的優(yōu)勢(shì)變得更加明顯。

隨機(jī)寫入,60分鐘

性能表現(xiàn)
性能表現(xiàn)

根據(jù)Iometer(Iometer是測(cè)試I/O的傳輸率和平均的I/O響應(yīng)時(shí)間的開源磁盤性能測(cè)試工具)測(cè)試顯示,連續(xù)讀取/寫入性能應(yīng)該在175到200MB/s范圍內(nèi),雖然性能急劇下降,因?yàn)楹苌俚睦謇戆l(fā)生在實(shí)時(shí)。

當(dāng)我們將這些結(jié)果與耐用性測(cè)試結(jié)合來看時(shí),我們發(fā)現(xiàn)710處理前臺(tái)垃圾清理更加?jì)故欤糠衷蛟谟诖罅康某抗┙o。從整體來看,這使連續(xù)讀取速度最小值達(dá)到60MB/s。相比之下,320更加依賴于后臺(tái)垃圾清理(特別是在讀取期間)以恢復(fù)性能。

閑置30分鐘后

性能表現(xiàn)
性能表現(xiàn)

在這兩種情況下,如果你給驅(qū)動(dòng)器一些限制時(shí)間,性能會(huì)恢復(fù)到clean state,即使沒有TRIM。

英特爾710:讓企業(yè)存儲(chǔ)更便宜?

企業(yè)市場(chǎng)通常會(huì)將最高性能硬件在最短時(shí)間內(nèi)投入使用,然而,對(duì)于未經(jīng)證實(shí)的技術(shù),企業(yè)也應(yīng)該保持最謹(jǐn)慎的態(tài)度,雖然這似乎有點(diǎn)自相矛盾。固態(tài)硬盤花 了很長(zhǎng)很長(zhǎng)的時(shí)間才在數(shù)據(jù)中心占有一席之地,現(xiàn)在固態(tài)硬盤正在努力突破服務(wù)器領(lǐng)域的瓶頸問題,正如三年多以前攻破桌面領(lǐng)域的瓶頸問題一樣,當(dāng)時(shí)英特爾的 X25-M剛剛將固態(tài)硬盤主流市場(chǎng)。

那時(shí)候,企業(yè)級(jí)X25-E創(chuàng)造了令人印象深刻的成績(jī)。然而,該產(chǎn)品相對(duì)較小,而且昂貴,這影響了它的普及度?,F(xiàn)在,SSD 710為我們帶來了更加成熟的產(chǎn)品,其HET MLC內(nèi)存聲稱優(yōu)于桌面驅(qū)動(dòng)器中使用的NAND。與此同時(shí),我們也不得不接受這樣一個(gè)問題,為了拉低價(jià)格和推動(dòng)高容量模型,通過3Gb/s控制器提供的性能并不理想。

企業(yè)是否愿意接受這樣的產(chǎn)品?我們現(xiàn)在還難以定論。一方面,我們的研究表明,英特爾在固態(tài)硬盤可靠性方面做出了榜樣。并且,那些受限于短擊 (short-stroked)硬盤驅(qū)動(dòng)器的企業(yè)可能會(huì)抓住這個(gè)機(jī)會(huì),轉(zhuǎn)向高容量且每GB價(jià)格比已停產(chǎn)X25-E要低得多的固態(tài)存儲(chǔ)。另一方面,有很多應(yīng) 用程序非常需要盡可能多的吞吐量,因而這將推動(dòng)不受SATA限制的基于PCIe固態(tài)硬盤的日益普及。

英特爾準(zhǔn)備在其即將推出的SSD 720中解決這個(gè)問題,新產(chǎn)品將采用SLC NAND和PCI Express接口。

英特爾710:讓企業(yè)存儲(chǔ)更便宜?

Intel SSD 320 & SSD 710

關(guān)于SSD 720,我們想說的是,英特爾的HET MLC驅(qū)動(dòng)器確實(shí)能夠提供出色的寫入次數(shù),從具體數(shù)據(jù)來看,200GB SSD 710的寫入值達(dá)到1818TB,這是消費(fèi)者級(jí)SSD 320的17倍,雖然并不是英特爾在IDF上提出的33倍,但是我們看到了這個(gè)驅(qū)動(dòng)器的閃光點(diǎn)。

最開始,英特爾公司對(duì)于SSD 710的保修政策著實(shí)讓我們擔(dān)心,因?yàn)樗w了一些不規(guī)范的空話。大多數(shù)的英特爾固態(tài)硬盤都有三年保修(SSD 320是五年),但是710的保修政策是:三年或者當(dāng)磁盤磨損指數(shù)(E9)達(dá)到1時(shí),“先到先得”。我們發(fā)現(xiàn),假設(shè)100%的4KB隨機(jī)寫入工作負(fù)載,全天候24小時(shí)運(yùn)行,隊(duì)列深度為32,大約需要4.2年來消耗200GB SSD710的全部P/E周期,也就是每天880GB的數(shù)據(jù)。如果是300GB SSD 320,將在一年內(nèi)磨損。

也就是說,如果考慮閑置時(shí)間和三分之二的訪問讀取,英特爾的SSD 710在磨損之前,似乎有六七年的使用時(shí)間。然而,令人驚訝的是,連續(xù)傳輸在這里變成了“敵人”。雖然寫入放大很低,數(shù)據(jù)移動(dòng)速度達(dá)到約200MB/s,一天移動(dòng)量達(dá)到15.5TB,讓驅(qū)動(dòng)器磨損的速度明顯加快。

由于市面上沒有與英特爾新驅(qū)動(dòng)器類似的產(chǎn)品,我們只好將售價(jià)1200美元的 200GB SSD 710和售價(jià)2100美元的200GB P300做比較。我們很高興英特爾為成本意識(shí)業(yè)務(wù)帶來了價(jià)格相對(duì)合理的eMLC產(chǎn)品,如果你需要大量容量和企業(yè)級(jí)耐用性,這款SSD將滿足你的需求。但是對(duì)于性能敏感型應(yīng)用程序,仍然應(yīng)選擇基于SLC的驅(qū)動(dòng)器,例如P300。英特爾計(jì)劃通過下一代產(chǎn)品SSD 720來穩(wěn)固其在這個(gè)特定市場(chǎng)的地位。

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wangzhen

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