[Pro] Sandisk Optimus Eco 400GB enterprise SSD review

13 reacties
Inhoudsopgave
  1. 1. Inleiding
  2. 2. Techniek
  3. 3. Test
  4. 4. Iometer: 4k random read/write
  5. 5. Iometer: 1 MB sequential read/write
  6. 6. Iometer: File server / Database server simulatie
  7. 7. Continutests - Steady State Performance
  8. 8. Performance consistentie
  9. 9. Conclusie
  10. 10. Besproken producten
  11. 11. Reacties

Inleiding

De Sandisk Optimus Eco is een reeks SSD’s met SAS-interface, gericht op servers met workloads die het midden houden tussen read- en write-intensive, zoals OLTP-databases, mail servers en vele andere toepassing. De Optimus Eco is verkrijgbaar in vier modellen met een maximale capaciteit van 2 TB. Wij testen het 400GB exemplaar.

 

De Optimus Eco is origineel een product van Smart Storage Solutions, een bedrijf dat ongeveer een jaar geleden door Sandisk werd ingelijfd. Smart Storage Solutions is één van de pioniers in de markt voor enterprise SSD’s en heeft zeer veel ervaring op dit vlak. De overname was in potentie een gouden greep voor beide bedrijven: Sandisk heeft in één klap alle kennis en expertise in huis om producten voor de zakelijke markt te ontwikkelen terwijl Smart Solutions via Sandisk directe toegang heeft tot flash-geheugen.

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS

De toevoeging Eco aan de productnaam duidt erop dat de Optimus Eco drives wat goedkopere alternatieven zijn ten opzichte van de op zeer write-intensive workloads gerichte Optimus drives. Waar laatstgenoemde tot 10 complete drive writes per dag bieden, bieden de Optimus Eco drives 3 tot 7 complete drive writes per dag gedurende de garantieperiode van 5 jaar. Gezien het feit dat de drives gebruikmaken van standaard 19nm flashgeheugen is dat bijzonder te noemen. De minimaal te verwachten endurance is 3 DWPD bij volledig random workloads tot 7 DWPD bij sequential workloads.

De drives maken gebruik van de SAS 6 Gb/s interface en kunnen daardoor als alternatief gebruikt worden in servers die oorspronkelijk gebruikmaken van SAS harde schijven. De Optimus Eco drives zijn beschikbaar in 400 GB, 800 GB, 1,6 TB en 2 TB. Zeker door het bieden van 2 TB opslag kunnen de drives qua capaciteit een één-op-één alternatief voor conventionele harde schijven zijn. De 2,5” drives zijn 9.5 mm hoog, met de 2 TB uitvoering als enige uitzondering: deze is 15 mm hoog, wat in de 2,5” SAS drivebays van servers in de regel geen probleem is.

Sandisk claimt maximale sequentiële lees- en schrijfsnelheden van 500 MB/s en 500 MB/s. Bij 4k random workloads zouden de Optimus Eco drives tot 90.000 Iops bij lezen en 35.000 Iops bij schrijven moeten halen. Let wel: Sandisk geeft uitdrukkelijk aan dat dit prestaties in steady state zijn, in tegenstelling tot bij consumenten SSD’s waar de specificaties in de regel in FOB (Fresh Out of Box) modus zijn. De geclaimde betrouwbaarheid is ook uitstekend: slechts 1 op de 1017 gelezen bits zou fout moeten zijn volgens de specificaties. Het stroomverbruik bedraagt maximaal 7W volgens Sandisk.

Techniek

De Sandisk Optimus Eco maakt gebruik van verschillende door Smart Storage ontwikkelde technologieën. FlashGuard is de naam voor de technologie waarbij de SSD-controller constant de eigenschappen van alle individuele flashcellen in de gaten houdt. Middels complexe algoritmes en signaalverwerking houden de Optimus Eco constant de te verwachten levensduur van cellen bij en worden wear leveling algoritmes daar op aangepast. Dit maakt dat men bij deze SSD’s met standaard MLC-geheugen toch een endurance vergelijkbaar met duurdere SSD’s gebaseerd op eMLC kan bewerkstelligen. DataGuard is Smart Storage’s marketing naam voor de verschillende betrouwbaarheidseigenschappen van de SSD’s, waaronder de al eerder genoemde zeer stringente foutdetectie. Een ander onderdeel van DataGuard is FRAME ofwel Flexible Redudant Array of Memory Elements, Sandisk technologie om cross-die redundantie toe te voegen, om zo ook in het geval van het stuk gaan van complete datablokken of -pagina’s toch data-integriteit te kunnen garanderen. EverGuard is de marketingnaam voor de aanwezigheid van condensators die voldoende vermogen vasthouden om de controller bij stroomuitval alle gebufferde data veilig naar flashgeheugen te laten wegschrijven.

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS
De Optimus Eco is gebaseerd op een Marvell 88SS9185 controller met eigen firmware

Wanneer we de Optimus Eco 400GB open schroeven zien we dat de SSD is gebaseerd op een Marvell 88SS9185-BLN2 controller. In totaal vinden we 512 GB (of eigenlijk GiB voor de puristen) aan Toshiba 19nm ToggleFlash NAND. Het maakt dat de SSD dus bijna 40% overgeprovisioneerd is, wat vermoedelijk ook voor de grotere modellen zal gelden. Toshiba ontwikkelt haar flashgeheugen in samenwerking met Sandisk en het zou ons niets verbazen als we in de opvolgers van de Optimus Eco Sandisk-branded flash terug gaan vinden. Verder vinden we in totaal 768 MB aan DDR3-1600 buffergeheugen in de SSD. Zowel aan de boven- als de onderzijde van de PCB vinden we gele condensators die de basis vormen voor de EverGuard-functionaliteit.

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS
Tantalum condensators zorgen voor beveiliging bij stroomuitval

De Optimus Eco 400GB zoals door ons getest kost gemiddeld € 680, ofwel € 1,70 per GB. Daarmee is de SSD aanzienlijk goedkoper dan de op write-intensive workloads gerichte Intel DC S3700 400GB, die 10 drive writes per dag over 5 jaar biedt. De SSD is, zoals te verwachten, wel duurder dan de op read-intensive workloads gerichte Intel DC S3500 480GB, die een opgegeven endurance heeft van 0,3 drive writes per dag. We mogen dus concluderen dat Sandisk qua prijs gewoon goed zit.

Algemeen
 
MerkSandisk
ProductnaamOptimus Eco 400GB SAS
ProductcodeSDLKOD6R-400G-5CA1
DetailsProductinfo
Specificaties
Harddisk of SSDSSD
Opgegeven capaciteit400 GB
Cache geheugen768 MB
InterfaceSerial Attached SCSI
SSD controllerMarvell 88SS9185
Native Command Queuing
TRIM ondersteuning
Type flashgeheugenMulti-level cell (MLC)
Merk flashchipsToshiba
Transistorgrootte flashchips19 nm
Garantie5 jaar
Opgegeven schrijfcapaciteit (Total Bytes Written / TBW)2139 TB
Snelheden
Leessnelheid (sequentieel)500 MB/s
Schrijfsnelheid (sequentieel)500 MB/s
Leessnelheid (4k random)90000 IOps
Schrijfsnelheid (4k random)35000 IOps
Fysieke eigenschappen
Form-factor2.5 inch
Hoogte9.5 mm

Test

Voor op servers gerichte SSD's richten we ons puur op benchmarks die we draaien met behulp van de Iometer workload generator. Onze tests bestaat allereerst uit verschillende synthetische tests en simulaties van een fileserver en databaseserver workload die we in FOB-modus draaien. Verder draaien we twee continutests waarbij we het steady state niveau bepalen en een consistentietest. Ons testsysteem bestaat uit een Intel Core i3 3220 op een Intel Z77 chipset moederbord. Tests worden uitgevoerd onder Windows 7 x64. Serial ATA SSD's sluiten we uiteraard aan op een Serial ATA 600 poort met AHCI ingeschakeld. In Windows maken we gebruik van de Intel RST drivers.

Voor SAS SSD's, zoals deze Sandisk Optimus Eco, maken we gebruik van een Intel RS2BL040 RAID-controller.

Iometer tests

Middels Iometer bepalen we allereerst de random lees- en schrijfsnelheid met 4k datablokken.  De test doen we met queue-depth 1, 2, 4, 8, 16 en 32. Deze queue-depth geeft aan hoeveel gelijktijdige instructies er op een SSD worden afgevuurd. Bij QD32 kunnen SSD’s zich van hun beste kant laten zien, en waar consumenten workload over het algemeen een lage queue-depth hebben, kenmerken veel server workloads zich juist door veel parallelle I/O-instructies.

Met Iometer meten we ook de lees- en schrijfsnelheid bij grote datablokken van 1 MB. Deze test doen we bij QD32, maar juist bij dergelijke datablokken maakt de hoeveelheid parallelle verzoeken weinig tot niets uit, omdat de SSD-controller die uitstekend kan verdelen over meerdere SSD-kanalen.

Verder simuleren we de toegangspatronen van een file server en een database server met Iometer. De database test bestaat geheel uit random operaties ter grootte van 8 kB, waarvan 67% leesopdrachten en 33% schrijfopdrachten. De fileserver test uit 80% leesopdrachten en 20% schrijfopdrachten, waarbij de transfer sizes als volgt zijn verdeeld: 10% 512 bytes, 5% 1 kB, 5% 2 kB, 60% 4 kB, 2% 8 kB, 4% 16 kB, 4% 32 kB en 10% 64 kB. Zowel de file server als database test voeren we opnieuw uit met queue-depth 1, 2, 4, 8, 16 en 32.

Alle Iometer tests voeren we uit met volledig gerandomiseerde data, waardoor SSD-controllers met compressietrucs daar geen profijt uit kunnen behalen. Ook draaien alle verschillende tests minimaal 30 seconden per stuk, veel langer dan vergelijkbare tests die onderdeel uitmaken van diverse benchmark tools.

Continutests

Verder doen we nog een tweetal continutests, waarbij we een workload voor 10 uur (600 minuten) op een SSD draaien, en per minuut de gemiddelde prestaties bepalen. Allereerst doen we dit met de Iometer 4k random write test, daarnaast met de Iometer database simulatie. Beide continutests worden uitgevoerd met QD32 en op een bestand dat 75% van de capaciteit van het aanwezige flashgeheugen beslaat. Meer informatie over deze continutests verderop. Juist voor servers SSD's zijn de resultaten van deze tests zeer van belang: bij veel server workloads hebben SSD's vaak geen idle tijd voor background garbage collection, waardoor ze geregeld of in sommige gevallen vrijwel altijd op steady-state prestatieniveau werken.

Consistentietests

Onder consistentie verstaan we hoe de prestaties van seconde tot seconde kunnen afwijken. Om de consistentie in kaart te brengen, draaien we opnieuw een Iometer 4k random write QD32 workload maar in plaats van het iedere minuut bepalen van de prestaties, bepalen we voor iedere seconde een gemiddelde en dat 10.000 seconden lang. Wie een SSD in een heavy duty database-server plaatst, wil er zeker van zijn dat de prestaties van de gebruikte storage voorspelbaar zijn: grote pieken en dalen kunnen leiden tot onvoorspelbaar gedrag van workloads. De prestatieconsistentie heeft verder een effect heeft op de prestaties van SSD's wanneer je ze in een RAID array plaatst. Immers, bij een RAID array worden blokken data om en om naar twee of meer disks geschreven en voor de prestaties geldt in feite dat de langzaamste schijf ("de zwakste schakel") het uiteindelijke prestatieniveau bepaalt. Wanneer één schijf een matige consistentie van prestaties heeft, zullen de algehele prestaties van een RAID 0-array relatief laag zijn, aangezien de kans dat één van beide "een dipje" heeft dan relatief groot is.

Stroomverbruik

Het stroomverbruik van SSD’s meten we gebruikmakend van een BTO W540EU laptop gebaseerd op een Intel Core i3 3120M CPU en de Intel H77M chipset. We meten het stroomverbruik van SSD’s zowel idle als tijdens een 4k random write en 1 MB sequential write workload. Helaas kunnen we deze test niet uitvoeren voor SAS drives.

Grafieken

In de grafieken is de Sandisk Optimus Eco 400GB SAS te herkennen aan rode balkjes. Ter referentie tonen we in de grafieken ook de prestaties van de Samsung 845DC Pro, Samsung 845DC Evo, Intel DC S3500 en Intel DC S3700 enterprise SSD's.

Iometer: 4k random read/write

Met Iometer hebben we de random leessnelheid met 4k datablokken getest, met queue depth 1 tot en met 32. Deze tests zijn uitgevoerd in FOB-modus, volledig ge-TRIM'd dus.

Bij 4k random read zien we direct dat de Optimus Eco geen hardloper is. Met queue depth 1 komt de drive uit op een dikke 5000 IOps, wat klimt tot 66000 bij QD32. De beloofde 90000 IOps halen we in onze testopstelling niet. 

Bij 4k random write blijft de Optmius Eco ook duidelijk achter bij de gevestigde orde. Met QD1 komt de drive niet veel hoger dan 5000 IOps, waar menig andere drive de 20000 aantikt. Bij QD32 stijgt dit tot ruim 31000 IOps. 

Iometer: 1 MB sequential read/write

De maximale sequentiële leessnelheid die we meten is 539 MB/s, in lijn met andere SSD's. Bij 1 MB sequential write meten we snelheden tot net geen 480 MB/s.

Iometer: File server / Database server simulatie

De fileserver test bestaat uit 80% leesopdrachten en 20% schrijfopdrachten, waarbij de transfer sizes als volgt zijn verdeeld: 10% 512 bytes, 5% 1 kB, 5% 2 kB, 60% 4 kB, 2% 8 kB, 4% 16 kB, 4% 32 kB en 10% 64 kB. In de bovenste grafiek zie je de prestaties bij QD32, in de lijngrafiek de prestaties bij QD 1 t/m 32.

Opnieuw blijft de Sandisk Optimus Eco qua prestaties achter bij de enterprise drives van Samsung en Intel.

De database test bestaat geheel uit random operaties ter grootte van 8 kB, waarvan 67% leesopdrachten en 33% schrijfopdrachten. Tot aan QD16 stijgen de prestaties tot circa 18.000 IOps. Dat valt opnieuw tegen in vergelijking met de concurrentie.

Continutests - Steady State Performance

Zeker voor wie een SSD professioneel gaat toepassen zijn de zogenaamde steady state prestaties, ofwel het prestatieniveau waarop een SSD stabiliseert na langduring intensief gebruik, erg van belang.

Eerst wat achtergrondinformatie. We hebben meermaals geschreven dat data op een SSD per zogenaamde 'pagina', hoeveelheden van meestal 4, 8 of 16 kB, weggeschreven en uitgelezen kan worden. Om data te kunnen wegschrijven moeten datacellen echter eerst gewist worden: dat kan alleen per blok. Zo'n blok bestaat uit 128, 256 of 512 pagina's. Dit gegeven zorgt ervoor dat SSD's slimme trucjes moeten uithalen. Wanneer een aantal pagina's aan data verwijderd moet worden, moet eerst de rest van de data uit het blok gekopieerd worden naar een ander blok, waarna het gehele blok geleegd kan worden. In de praktijk betekent het dat SSD-controllers schrijfacties zoveel mogelijk opzamelen, deze vervolgens tegelijk naar nieuwe, vers geleegde blokken uitvoeren en tegelijkertijd verwijderacties pas op gezette tijden uitvoeren. Op die momenten, wanneer de SSD niets te doen heeft, schakelt de in de controller ingebakken garbage collector in, die verwijderacties daadwerkelijk doorvoert op chipniveau en overbleven data zoveel mogelijk combineert in volle blokken, om op die manier zoveel mogelijk blokken volledig leeg te kunnen maken.

Wanneer de SSD echter lange tijd continu, dus zonder een seconde rust, gebruikt wordt, kan de garbage collector niet tussendoor aan de slag. Op een gegeven moment zijn er dan geen lege blokken meer over en zal de SSD tussen het uitvoeren van commando's door aan garbage collection moeten gaan doen. Het resultaat: de prestaties worden lager. Het prestatieniveau waarop een SSD in zo'n geval op stabiliseert noemen we de steady state performance.

Wij doen twee verschillende continutests om deze steady state performance in kaart te brengen. Beide tests draaien we met Iometer, waarbij we de workload bij enterprise SSD's voor 10 uur ofwel 600 minuten continu laten draaien er per minuut de gemiddelde prestaties noteren. De eerste continutest is de 4k random write QD32 benchmark. De tweede continutests is de Iometer database workload simulatie, eveneens gedraaid met queue depth 32. Beide tests draaien we op een testbestand dat 75% van de schijfcapaciteit (LBA) beslaat.

Bij beide tests publiceren we eerst een grafiek over tijd en daarna het gemiddelde prestatieniveau in de laatste 20 minuten, wanneer het steady state niveau bereikt is.

4k random write QD32

De Optimus Eco 400GB blijkt vanaf het eerste moment een consistent prestatieniveau te bieden. 10 uur lang blijven de prestaties uitkomen rond de 130 MB/s, ofwel circa 32.000 IOps. Daarmee zit Sandisk duidelijk onder de prestaties van de Samsung 845DC Pro's en Intel DC S3700. 

Database simulatie QD32

In de database simulatie komt de Optimus Eco na circa een uur op steady state niveau. De drive behaalt dan zo'n 150 MB/s, vergelijkbaar met de 845DC Evo drives. 

Performance consistentie

Om de consistentie van de prestaties in kaart te brengen hebben we nogmaals een 4k random write workload op de SSD's gedraaid met queue-depth 32: 10.000 seconden lang, waarbij we iedere seconde de prestaties monitoren. In onderstaande grafieken zie je de prestaties (uitgedrukt in IOps) afgezet tegen de tijd: eerst voor de gehele testduur, daarna voor het gedeelte van 9800 tot en met 10000 seconden. Voor die laatste periode hebben we de stadaardafwijking bepaald, welke vergeleken kan worden in de onderste grafiek. Hoe lager deze standaardafwijken, hoe beter de consistentie.

In de grafieken zien we dat de Optimus Eco een zeer consistent prestatieniveau biedt rond de 32.000 IOps. Incidenteel zakken de prestaties zeer kort even in naar een niveau van onder de 30.000. In de periode tussen de 9800ste en 10000ste seconden komen we uit op een standaardafwijking van 374 IOps en dat is uitmuntend te noemen. 

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS

Conclusie

Qua prestaties blinkt de Sandisk Optimus Eco 400GB zeker niet uit en dat is vriendelijk geformuleerd. Uiteraard blijft het prestatieniveau aanzienlijk beter dan bij een HDD-oplossing, maar in vergelijking met andere enterprise SSD's zoals de Intel DC S3500/S3700 en Samsung 845DC Evo/Pro, blijven de prestaties achter. Zeer positief is de uitstekende consistentie van de prestaties. Zoals al vaker geschreven: voor servertoepassingen zijn voorspelbare prestaties in de regel belangrijker dan zo hoog mogelijke prestaties. Op dit vlak is de specialiteit van het door Sandisk ingelijfde Smart Storage Solutions duidelijk te zien.

De prijs van de Optimus Evo 400GB is marktconform. Vergeleken met Intel zit de prijs per gigabyte tussen die van de DC S3500 en DC S3700 in. Dat is ook exact wat je mag verwachten van een SSD met een opgegeven endurance van (afhankelijk van de workload) 3 tot 7 drive writes per dag. 

De SAS-interface biedt directe compatibiliteit met de RAID-controllers die in veel servers aanwezig zijn en biedt in potentie meer efficiëntie in uitgebreide RAID-omgevingen. Het maakt de Optimus Eco een interessant upgrade product voor servers waar nu 2,5" SAS harde schijven in zitten. Een groot pluspunt blijft dat de reeks verkrijgbaar is in formaten tot 2TB, waarmee het echt een één-op-één alternatief voor HDD's kan zijn. 

Wanneer de prestaties op een hoger niveau lagen, was de keuze voor de Optimus Eco als SSD-upgrade voor bestaande servers zonder meer een goede keuze geweest. Nu moet je zelf de afweging maken of de SAS-interface en de prijs/endurance-verhouding opwegen tegen het lagere prestatieniveau.


Besproken product

Vergelijk  

Product

Prijs

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS

Sandisk Optimus Eco 400GB SAS

  • SSD
  • 400 GB
  • Serial Attached SCSI
  • Marvell 88SS9185
  • 500 MB/s
  • 500 MB/s
  • 2.5 inch
Niet verkrijgbaar
0
*